Вышедшие номера
Home » Письма в журнал технической физики » Год 2024, выпуск 24 » Статья стр. 22
<<<>>>
Метод исследования механизмов трехмерной самосборки коллоидных микрочастиц с применением глубокого обучения
Росийский Научный Фонд (Russian Science Foundation), Президентская программа исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, 22-72-10128
Симкин И.В. 1, Широкова А.А. 1, Швецов А.И.1, Кохановская А.В.1, Забавина П.А.1, Бондарева А.А.1, Либет П.А. 1, Крючков Н.П. 1, Яковлев Е.В. 1
1Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия
Email: vanyasimkin@gmail.com, shirokova2001@yandex.ru, shvetsov.anton@mail.ru, libetpa@gmail.com, kruchkov_nkt@mail.ru, yakov.egor@gmail.com
Поступила в редакцию: 3 мая 2024 г.
В окончательной редакции: 15 июля 2024 г.
Принята к печати: 30 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 27 декабря 2024 г.
PDF версия
Представлен подход к визуализации и анализу трехмерной самосборки микрочастиц в жидкости с помощью лазерной плоскостной микроскопии с последующим восстановлением координат в трех измерениях. Для этого использовалась нейронная сеть YOLOv8. Показано, что предложенный метод постобработки позволяет выявлять характерные особенности картины рассеяния на микрочастицах со средней точностью обнаружения (Mean Average Precision), равной 0.93, и извлекать координаты их расположения в трехмерном пространстве с точностью 20% от диаметра. Этот подход имеет потенциал для контроля процессов самосборки микрочастиц в 3D и является важным для развития новых материалов и технологий, включая 3D-биопечать и микро- и нанофабрикацию. Ключевые слова: мягкая материя, коллоиды, трехмерная самосборка, плоскостная микроскопия.
  1. N.A. Dmitryuk, L.A. Mistryukova, N.P. Kryuchkov, S.A. Khrapak, S.O. Yurchenko, Sci. Rep., 13 (1), 2815 (2023). DOI: 10.1038/s41598-022-26390-w
  2. E.N. Tsiok, Y.D. Fomin, E.A. Gaiduk, E.E. Tareyeva, V.N. Ryzhov, P.A. Libet, N.A. Dmitryuk, N.P. Kryuchkov, S.O. Yurchenko, J. Chem. Phys., 156 (11), 114703 (2022). DOI: 114703.10.1063/5.0075479
  3. E.V. Yakovlev, N.P. Kryuchkov, S.A. Korsakova, N.A. Dmitryuk, P.V. Ovcharov, M.M. Andronic, I.A. Rodionov, A.V. Sapelkin, S.O. Yurchenko, J. Coll. Interface Sci., 608, 564 (2022). DOI: 10.1016/j.jcis.2021.09.116
  4. M. Nishizawa, in Nanocarbons for energy conversion: supramolecular approaches, ed. by N. Nakashima. Ser. Nanostructure Science and Technology (Springer, Cham, 2019), p. 351--370. DOI: 10.1007/978-3-319-92917-0_15
  5. C.K. Wong, X. Qiang, A.H. Muller, A.H. Groschel, Prog. Polymer Sci., 102, 101211 (2020). DOI: 10.1016/j.progpolymsci.2020.101211
  6. V. Carrasco-Fadanelli, Y. Mao, T. Nakakomi, H. Xu, J. Yamamoto, T. Yanagishima, I. Buttinoni, Soft Matter, 20 (9), 2024 (2024). DOI: 10.1039/D3SM01320K
  7. K.A. Rose, M. Molaei, M.J. Boyle, D. Lee, J.C. Crocker, R.J. Composto, J. Appl. Phys., 127 (19), 191101 (2020). DOI: 10.1063/5.0003322
  8. A. Basu, L.B. Okello, N. Castellanos, S. Roh, O.D. Velev, Soft Matter, 19 (14), 2466 (2023). DOI: 10.1039/D3SM00090G
  9. Y. Li, Q. Fan, X. Wang, G. Liu, L. Chai, L. Zhou, J. Shao, Y. Yin, Adv. Funct. Mater., 31 (19), 2010746 (2021). DOI: 10.1039/D3TC02586A
  10. K. Yan, K. Zhou, X. Guo, C. Yang, D. Wang, Surf. Coat. Technol., 477, 130347 (2024). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2023.130347
  11. S. Lantean, I. Roppolo, M. Sangermano, M. Hayoun, H. Dammak, G. Rizza, Add. Manuf., 47, 102343 (2021). DOI: 10.1016/j.addma.2021.102343
  12. J.J. Martin, B.E. Fiore, R.M. Erb, Nature Commun., 6 (1), 8641 (2015). DOI: 10.1038/ncomms9641
  13. Y. Kim, H. Yuk, R. Zhao, S.A. Chester, X. Zhao, Nature, 558 (7709), 274 (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0185-0
  14. M. Wang, J. Liu, R. Deng, J. Zhu, Fundam. Res., in press (2024). DOI: 10.1016/j.fmre.2023.12.018
  15. S. Li, J. Tang, Y. Liu, J. Hua, J. Liu, Compos. Sci. Technol., 249, 110493 (2024). DOI: 10.1016/j.compscitech.2024.110493
  16. C. Liu, X. Feng, S. Liu, G. Lin, Z. Bai, L. Wang, K. Zhu, X. Li, X. Liu, J. Mater. Sci. Technol., 168, 194 (2024). DOI: 10.1016/j.jmst.2023.06.007
  17. J. O'Leary, R. Mao, E.J. Pretti, J.A. Paulson, J. Mittal, A. Mesbah, Soft Matter, 17 (4), 989 (2021). DOI: 10.1039/D0SM01853H
  18. M.D. Hannel, A. Abdulali, M. O'Brien, D.G. Grier, Opt. Express, 26 (12), 15221 (2018). DOI: 10.1364/OE.26.015221
  19. G. Jocher, A. Chaurasia, J. Qiu, Ultralytics YOLOv8 (8.0.0) [Computer software] (2023). https://github.com/ultralytics/ultralytics
  20. D. Tzutalin, LabelImg [Computer software] (2015). https://github.com/tzutalin/labelImg

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme