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From micro- to nano- and time-resolved x-ray computed tomography: Bio-based applications, synchrotron capabilities, and data-driven processing

Texto completo
Autor(es):
Claro, Pedro I. C. ; Borges, Egon P. B. S. ; Schleder, Gabriel R. R. ; Archilha, Nathaly L. L. ; Pinto, Allan ; Carvalho, Murilo ; Driemeier, Carlos E. E. ; Fazzio, Adalberto ; Gouveia, Rubia F. F.
Número total de Autores: 9
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: APPLIED PHYSICS REVIEWS; v. 10, n. 2, p. 19-pg., 2023-06-01.
Resumo

X-ray computed microtomography (mu CT) is an innovative and nondestructive versatile technique that has been used extensively to investigate bio-based systems in multiple application areas. Emerging progress in this field has brought countless studies using lCT characterization, revealing three-dimensional (3D) material structures and quantifying features such as defects, pores, secondary phases, filler dispersions, and internal interfaces. Recently, x-ray computed tomography (CT) beamlines coupled to synchrotron light sources have also enabled computed nanotomography (nCT) and four-dimensional (4D) characterization, allowing in situ, in vivo, and in operando characterization from the micro- to nanostructure. This increase in temporal and spatial resolutions produces a deluge of data to be processed, including real-time processing, to provide feedback during experiments. To overcome this issue, deep learning techniques have risen as a powerful tool that permits the automation of large amounts of data processing, availing the maximum beamline capabilities. In this context, this review outlines applications, synchrotron capabilities, and data-driven processing, focusing on the urgency of combining computational tools with experimental data. We bring a recent overview on this topic to researchers and professionals working not only in this and related areas but also to readers starting their contact with x-ray CT techniques and deep learning. (C) 2023 Author(s). All article content, except where otherwise noted, is licensed under a Creative Commons Attribution (CC BY) license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). (AU)

Processo FAPESP: 21/03097-1 - Exploração morfológica e morfométrica de nanocompósitos porosos usando técnicas computacionais de segmentação de imagens
Beneficiário:Égon Piragibe Barros Silva Borges
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
Processo FAPESP: 17/18139-6 - Machine learning e Ciência de Materiais: descoberta e design de materiais 2D
Beneficiário:Gabriel Ravanhani Schleder
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 17/02317-2 - Interfaces em materiais: propriedades eletrônicas, magnéticas, estruturais e de transporte
Beneficiário:Adalberto Fazzio
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 14/50884-5 - INCT 2014: Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol
Beneficiário:Marcos Silveira Buckeridge
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 18/16453-8 - Análise morfogenética dos mecanismos de infecção do USUV e seus efeitos na neurogênese em modelo murino
Beneficiário:Murilo de Carvalho
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 20/08651-4 - Correlação de análises morfológicas e físico-químicas in situ de nanocompósitos porosos baseados em nanocelulose: uma exploração avançada usando tomografia de raios-X 4D no Sirius
Beneficiário:Rubia Figueredo Gouveia
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - Regular