3-D rentgenska tomografija pridobi informacije o mikrostrukturi sladoleda

Novi RTG aparat u staropazovačkom Domu zdravlja (Junij 2019).

Anonim

Na vroč dan ni nič podobnega sladoledu in ga jedo, preden se preveč raztopi, je del zabave. Sladoled je mehka trdna snov, njena privlačnost pa je kompleksna kombinacija "v ustih", okusa in videza, na katero močno vpliva mikrostruktura. Vemo, da se spremembe v mikrostrukturi sladoleda pojavijo pri temperaturi skladiščenja nad -30 ° C, tako da se bodo pojavile med prevozom, v zamrzovalnikih v supermarketu in doma. V tekočem prizadevanju za ustvarjanje popolnega sladoleda je mednarodna skupina raziskovalcev prinesla vzorce v Diamond, da bi raziskala temperaturno odvisnost teh mikrostrukturnih sprememb in osnovne fizikalne mehanizme, ki nadzorujejo mikrostrukturno stabilnost.

V predhodnih raziskavah smo raziskali oskrbo mikrostrukture s svetlobno mikroskopijo in krioskopsko elektronsko mikroskopijo ter prenosno elektronsko mikroskopijo, vendar pa te tehnike dajejo samo 2-D podatke površine ali kosov skozi vzorec sladoleda. 3-D rentgenska tomografija zagotavlja veliko več informacij in za svoj prvi poskus eksperimentov pri Diamondu je ekipa uporabljala vzorce sladoleda, ki so bili vnaprej toplotno "zlorabljeni", tako da jih kolesarite med -15 ° C in -5 ° C za več dni. Rezultati so pokazali, da sta se ledeni kristali in zračne celice v pene za sladoled povečale do 14 ciklov, s hitrostjo rasti, ki se je znatno zmanjšala po 7 ciklih.

Te študije ex situ niso mogle pokazati interakcij med mikrostrukturnimi značilnostmi, zato je za najnovejši niz poskusov ekipa prinesla vzorce sladoleda, ki so bili Diamantu termično ciklični skozi 7 ciklov, nato pa jih pregledali v nadaljnjih 7 cikle na Diamond Manchester Beamline (I13-2). Razvili so novo metodo za rekonstrukcijo podatkov in obdelavo slik, da bi segmentirali in količinsko opredelili velik niz podatkov, ki izhajajo iz teh časovno razrešenih študij.

Rezultati so pokazali, da je taljenje in rekristalizacija odgovorna za spremembe velikosti in oblike ledenih kristalov med toplotno zlorabo, medtem ko so spremembe v zračnem mehurčku in medsebojno povezanostjo predvsem posledica združevanja mehurčkov.

Po mnenju profesorja Peter Lee iz Research Complex v Harwellu:

"To delo je razkrilo še druge zanimive pojave, vključno z vlogo zamrznjene matrice pri ohranjanju mikrostrukturne stabilnosti sladoleda in kompleksnih interakcij med ledenimi kristali in zračnimi mehurčki. Na primer, taljenje in rekristalizacija ledenih kristalov pomembno vplivata na zračne mehurčke" morfologijo in vedenje zamrznjene matrice. "

Rezultati ekipe zagotavljajo ključne informacije, ki povečujejo razumevanje mikrostrukturnega razvoja v sladoledu in drugih mehkih živilih. Razvite poskusne nastavitve in obdelave slik se uporabljajo za širok izbor mehkih materialov.

menu
menu