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画像化法:六次元の実空間と逆空間のX線小角散乱トモグラフィー

Nature 527, 7578 doi: 10.1038/nature16060

X線小角散乱法(SAXS)は、ラスター走査と組み合わせて使うと、例えば骨、歯、脳質などの有用なナノスケールイメージング手法であることが実証されている。二次元投影イメージングはさまざまな物質の特性評価に使われ、成功しているが、その三次元拡張版であるSAXSコンピュータートモグラフィーには相当困難な課題があり、まだ克服されていない。SAXSコンピュータートモグラフィーを使ったこれまでの研究では、配向したSAXSシグナルが再構築時に失われてしまっていた。今回我々は、この問題の解決策を示し、配向した散乱情報を失わない完全なSAXSコンピュータートモグラフィーを得た。仮想的なトモグラフィー軸を導入することによって、面検出器に記録した二次元SAXS情報の利点を生かし、この情報を使って、実空間の三次元物体の各ボクセルに対して逆空間の完全な三次元散乱分布を再構築した。今回報告した方法は、骨や歯などの生体材料や、燃料電池や畜電池の部品などの機能性材料など、数ナノメートルから数ミリメートルの長さスケールの階層的に構造化した特徴を持つメソスコピック材料の、実空間と逆空間を組み合せた六次元の特性評価に興味深いものとなる可能性がある。

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