Una nueva investigación de la Universidad de New Hampshire ha llevado al desarrollo de una técnica novedosa para determinar el área de superficie y el volumen de partículas pequeñas, el tamaño de un grano de arena o menor. Debido a su pequeño tamaño, forma irregular y limitadaángulo de visión, las técnicas de imágenes microscópicas de uso común no siempre pueden capturar la forma del objeto completo, a menudo dejando de lado información valiosa que puede ser importante en numerosas áreas de la ciencia, la ingeniería y la medicina.
El estudio, que se publicó recientemente en la revista Ciencia y tecnología de medición , describe una técnica inventiva para estimar matemáticamente la extensión de un objeto que se captura en modelos tridimensionales y usar la información para medir con mayor precisión todo el objeto.
"Los modelos 3D de microescala son una herramienta importante para muchas áreas de la ciencia, pero para la mayoría de los objetos de micro o nanoescala solo se puede ver una parte del objeto en el campo de visión", dice Gopala Mulukutla, un científico investigadoren el Instituto para el Estudio de la Tierra, los Océanos y el Espacio de la UNH y el autor principal del estudio. "Debido a la forma irregular de los objetos que se estudian, conocer la extensión de la partícula que se está fotografiando nos permite calcular razonablemente lo que no se vio en elmodelo que permite una evaluación más precisa de las propiedades, como el área de superficie y el volumen de toda la partícula ".
La investigación se inspiró en un estudio financiado por NSF para comprender las propiedades de las cenizas volcánicas recolectadas en la erupción del volcán Mount Saint Helens en 1980 en el estado de Washington. Las cenizas de erupciones mortales, como esta, pueden extenderse por todas partesy causar una serie de problemas relacionados con la salud, el transporte aéreo e incluso la pérdida de cultivos. Por ejemplo, la erupción del Monte Tambora en Indonesia en 1816, dio lugar a lo que se conoce como "El año sin verano" en todo el mundo, causandotemperaturas inusualmente frías y daños devastadores en los cultivos.
"Pequeñas partículas de ceniza volcánica ingresan a la atmósfera y pueden transportarse largas distancias causando todo tipo de problemas, desde convertirse en un peligro de aviación hasta afectar la salud respiratoria tanto para humanos como para animales", explica Mulukutla. "Al usar este enfoque matemático, podemostener una mejor idea de cómo son las partículas, lo que permitirá a los científicos implementar modelos que predicen mejor el movimiento de las nubes de cenizas volcánicas de futuras erupciones ".
Parte de una patente provisional presentada por UNH Innovation, que defiende, gestiona y promueve la propiedad intelectual de UNH, la técnica tiene otras aplicaciones prácticas. Mulukutla, cuya área de investigación es en hidrología y calidad del agua, dice que podría ser útil en el desarrollomodelos que simulan el transporte de sedimentos en ríos y arroyos. La técnica también podría ser útil en medicina donde, por ejemplo, los análisis de sangre nuevos e innovadores que se están desarrollando requieren evaluar la forma y las propiedades de las gotas de sangre alargadas que pueden ser difíciles de capturar.
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Materiales proporcionado por Universidad de New Hampshire . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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