Mikrostrukturální zobrazování jako nástroj pro modelování vlákenných materiálů (μ-CT GOALS)

Předpovídání technických vlastností vlákenných materiálů na základě jejich mikrostrukturálních parametrů se časem vyvinulo jako jeden z náročných úkolů v oblasti vědy a techniky. Dosavadní teoretické modely vyvinuté na základě strukturálních parametrů vlákenných systémů připouštějí mnoho předpokladů a přiblížení nutných k usnadnění příslušné matematiky a výpočtů. Tento projekt navrhuje nový systém modelování, který závisí na vytvoření 3D digitální rekonstrukce mikrostruktury vlákenného systému s využitím progresivní počítačové tomografie (CT). Tato práce je unikátní v modelování mechanického chování vlákenných systémů (počínaje textilní přízí jako 1D strukturou a rozvojem metod pro 2D a 3D struktury) založeném na přímém měření ze získané rekonstrukce obsahující množstvím strukturních detailů, které byly v tradičních modelech zanedbávány nebo předpokládány jako nadbytečné. Tento projekt bude vyvíjet algoritmy analýzy obrazu pro získání 3D segmentace strukturních elementů a bude vyvíjet nové experimentální nástroje, které umožní CT zobrazování materiálu pod různými zatíženími a bude zaznamenávat jeho 4D deformační změny. Vyvinuté modely budou dosahovat nejenom hlubšího porozumění mechanického chování systémů, ale také umožní návrh a vývoj nových materiálů s řízenou mikrostrukturou. Navíc, v rámci projektu bude vytvořena a zavedena databáze typu “open access” pro 3D reprezentace vlákenných struktur, která povzbudí další mezinárodní spolupráci a pokrok v této oblasti. Navrhovaný projekt také vytvoří podmínky pro hlubší a udržitelnou spolupráci mezi naší institucí a americkým partnerem, která přesáhne dobu trvání projektu. Tato spolupráce se hmatatelně projeví ve společných publikacích v prestižních časopisech, výměnách student a zaměstnanců, transferu znalostí a technologií, společně organizovaných konferencích a podávaných společných žádostech o výzkumné granty.