Nanodeeltjes krijgen steeds meer toepassingen, maar zijn moeilijk van dichtbij te bestuderen. Toch lukte het onderzoekers om uit slechts twee scans de complete structuur van een minuscuul zilverdeeltje te bepalen. Tomografie: de reconstructie van een hoopje atomen.

Als wiskundige Joost Batenburg een praatje geeft over zijn werk, begint hij altijd met een cartoon. Links staat een projector en rechts hangt een scherm met daarop een grote schaduw in de vorm van een hand. Het midden van de afbeelding zit verstopt achter een rode rechthoek. Batenburg vraagt vervolgens aan het publiek wat er achter de rechthoek zit. Er is nooit iemand die raadt dat het een konijn is dat zich in de vorm van een grote hand wringt. “De conclusie is niet dat al die mensen het fout hebben, maar dat er verschillende antwoorden mogelijk zijn. En dat het absoluut onmogelijk is om uit één schaduw te besluiten wat het origineel is.”

Batenburg, onderzoeker aan het Amsterdamse Centrum Wiskunde & Informatica en professor bij het Antwerpse Vision Lab, is gespecialiseerd in tomografie: het reconstrueren van een voorwerp uit een (klein) aantal beelden. Die beelden kunnen schaduwen zijn, maar meestal zijn het scans. Denk bijvoorbeeld aan de röntgenfoto’s die een CT-scanner in het ziekenhuis maakt. CT staat voor computertomografie. Uit de reeks tweedimensionale foto’s berekent de computer een driedimensionaal beeld van een deel van het lichaam.

Het grote voordeel van tomografie is dat je dingen niet uit elkaar hoeft te slopen om te zien hoe ze van binnen in elkaar zitten. Dat is handig in ziekenhuizen, maar ook op allerlei andere terreinen. De vliegtuigindustrie gebruikt tomografie om turbinebladen op scheurtjes te controleren, diamantslijpers zoeken ermee naar de grootste en dus waardevolste diamant in een ruwe steen, en militairen analyseren er gevonden bommen mee.

Dit is het begin van een artikel uit KIJK 5/2012, in de winkel van 6 april tot en met 3 mei.

Meer informatie:

• NWO: Wetenschappers brengen atomen driedimensionaal in beeld
• Nature: Three-dimensional atomic imaging of crystalline nanoparticles (PDF)
• Birgit van Dalen: Discrete tomography with two directions

Tekst: Ionica Smeets

Beeld: Sandra Van Aert/Universiteit Antwerpen