Uma nova pesquisa da Universidade de New Hampshire levou ao desenvolvimento de uma nova técnica para determinar a área de superfície e o volume de pequenas partículas, do tamanho de um grão de areia ou menor. Devido ao seu tamanho minúsculo, forma irregular e ângulo de visão limitado, técnicas de imagem microscópica comumente usadas nem sempre podem capturar a forma do objeto inteiro, muitas vezes deixando de fora informações valiosas que podem ser importantes em várias áreas da ciência, engenharia e medicina.

O estudo, que foi publicado recentemente no jornal Ciência e tecnologia de medição , descreve uma técnica inventiva para estimar matematicamente a extensão de um objeto que é capturado em modelos 3-D, e usar as informações para medir com mais precisão o objeto inteiro.

"Modelos 3D em microescala são uma ferramenta importante para muitas áreas da ciência, mas para a maioria dos objetos em micro ou nanoescala, apenas uma parte do objeto pode ser vista no campo de visão, "diz Gopala Mulukutla, um cientista pesquisador do Instituto de Estudos da Terra, Oceanos e Espaço da UNH e principal autor do estudo. “Devido à forma irregular dos objetos em estudo, saber a extensão da partícula que está sendo visualizada nos permite calcular razoavelmente o que não foi visto no modelo, permitindo uma avaliação mais precisa das propriedades, como a área de superfície, e o volume de toda a partícula. "

A pesquisa foi inspirada por um estudo financiado pela NSF para compreender as propriedades das cinzas vulcânicas coletadas na erupção do vulcão Mount Saint Helens em 1980, no estado de Washington. Cinzas de erupções mortais, como este, pode se espalhar por toda a parte e causar uma série de problemas relacionados à saúde, transporte aéreo, e até mesmo quebra de safra. Por exemplo, a erupção do Monte Tambora na Indonésia em 1816, resultou no que é conhecido como "O ano sem verão" em todo o mundo, causando temperaturas anormalmente baixas e danos devastadores às colheitas.

"Minúsculas partículas de cinza vulcânica entram na atmosfera e podem ser transportadas por longas distâncias causando todos os tipos de problemas, de se tornar um perigo para a aviação a afetar a saúde respiratória de humanos e animais, "explica Mulukutla." Usando esta abordagem matemática, podemos ter uma ideia melhor de como as partículas se parecem, o que permitirá aos cientistas implementar modelos que prevejam melhor o movimento das nuvens de cinzas vulcânicas de futuras erupções. "

Parte de uma patente provisória depositada pela UNH Innovation, que defende, gerencia, e promove a propriedade intelectual da UNH, a técnica tem outras aplicações práticas. Mulukutla, cuja área de pesquisa é em hidrologia e qualidade da água, afirma que pode ser útil no desenvolvimento de modelos que simulem o transporte de sedimentos em rios e riachos. A técnica também pode ser útil na medicina, onde, por exemplo, Os novos e inovadores testes de sangue em desenvolvimento exigem a avaliação da forma e das propriedades de gotículas de sangue alongadas que podem ser difíceis de capturar.