颠覆传统Micro-CT成像的能谱CT

使用Micro-CT十数年，扫描的样本数百，始终被其内部结构惊艳，但总有一个问题萦绕于心：能否从3D成像中即得到结构信息又得到化学成分信息呢？化学信息与大小、形状、分布等特征信息在3D数据分析中有同等重要的地位，而化学信息的缺失是数据收集的一个重大缺陷。我PHD一半的时间都用来研究如何将Micro-CT与其他技术联用，比如（微）X射线荧光法（XRF）、X射线衍射法（XRD）以及电子显微镜中的能谱（EDS）分析，目的都是为了能将Micro-CT的3D结构数据与化学数据相匹配。这可不是一件容易的事，所有这些方法通常在样品制备过程中都会对样品产生破坏，从而导致样品化学性质的变化，并且这些方法也很难应用在大体积的3D样品上。同时，还不可避免这样一个事实，如果要对大体积样品中的某一个小特征进行化学成分分析，需要比对Micro-CT分析结果，从大样品整体结构中分出特定小样来做后续测试，这对人工操作的精确度有很高的要求，而且非常费时。

但现在，TESCAN micro-CT的新技术终于解决了这个问题。

TESCAN能谱CT的创新使分析化学成分成为可能。如今我们终于可以通过Micro-CT，也是第一次在不破坏样品的情况下，同时实现对样品结构和化学成分的分析。我对这项新技术感到兴奋，更兴奋的是它所带来的应用价值，不仅是作为TESCAN产品营销经理，更是作为一名Micro-CT的研究人员。

有哪些应用？

TESCAN能谱CT的应用范围非常广泛，例如，在采矿业，它可以识别矿石样品中的贵金属。无需使用Micro-CT以外的任何其他方法，我们就可以清楚地分辨出样品中显示的高密度颗粒是金、铂还是铅——你可以想象，这对采矿业来说是一个相当重要的辨别需求。在下面的例子（图1）中，您可以看到我们扫描的含金岩心，不需要通过SEM或XRF进行额外分析，我们就可以对其中的高密度颗粒进行识别，并验证它们确实是金颗粒。与此同时也有其他潜在的应用场景，能谱CT可识别（微型）电子产品中各零部件的化学性质，可用于回收利用，区分不同的聚合物或识别各种产品中的化学污染。

图1：基于k-edge成像实现对1.5英寸直径岩心内金颗粒的识别。

它的技术原理是什么？

我们通过X射线透射样品获得的能谱信息来识别不同材料，如果使用传统Micro-CT将会得到毫无衬度差异的图像。因为不同能量的X射线打到不同的材料上所释放的能谱是不同的，通过区分探测到的能谱可以识别材料的化学性质，如不同聚合物、织物或其他材料。仅仅通过一次能谱CT扫描就可以得到单个样品所有材料的化学成分信息。

图2：传统的Micro-CT（左）没有任何对比度，而能谱CT（框出）在不同能量束下的成像可实现对材料的全面分析和分类。

它的优势是什么？

能谱CT在材料科学、生命科学、地球科学、工程等领域具有诸多优势，但其真正的优势在于，它能将能谱CT的化学信息与传统CT的高质量、高分辨率的结构信息直接关联起来。在我看来，这个案例显然是一个1加1等于3的例子。

TESCAN 能谱CT可在TESCAN UniTOM XL或CoreTOM系统中使用，并且可对现有CT系统进行升级改造。该集成模式提供了从常规CT到能谱CT的一键切换，实现两种扫描方式之间的适配，还有大量分析工具，让您充分利用能谱CT数据。

想要了解更多信息，请访问info.tescan.com/tescan-spectral-CT