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Enregistrement W3086914317

Nanoparticles as X-ray CT Imaging Contrast Agents in Saturated Porous Media

2020· dissertation· en· W3086914317 sur OpenAlexfundno aff
J. Solanilla Carlos

Notice bibliographique

RevueUWSpace (University of Waterloo) · 2020
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueEnhanced Oil Recovery Techniques
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésContrast (vision)NanoparticlePorous mediumMaterials sciencePorosityNanotechnologyChemical engineeringComputer scienceComputer visionEngineeringComposite material
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Parallels exist between medical imaging techniques, such as X-ray computed tomography (CT) or magnetic resonance imaging, and geophysical methods used to analyze the subsurface, such as ground penetrating radar, electromagnetic induction, magnetic susceptibility, or nuclear magnetic resonance. These methods measure a property (or properties) of electromagnetic radiation as it travels through a porous medium, which in turn allows information about the area of interest (i.e., a patient’s body or subsurface feature) to be gathered. The use of nanoparticles (NPs) as imaging contrast agents for electromagnetic detection methods is well established in the medical industry but has not been part of the toolbox used to characterize contaminated sites. \nX-Ray CT measures differences in X-ray attenuation between two or more materials. The density and the effective atomic number of the material the X-rays are passing through influence attenuation. Thus, in theory, NPs comprised of elements with higher atomic numbers than geologic materials and water should attenuate X-rays more strongly and, therefore, should be distinguishable from the background material. The objective of this research was to evaluate the ability of X-ray CT to monitor the transport of engineered NPs in saturated geologic porous media at a typical column scale. The research findings serve to demonstrate the use of NPs with X-ray CT as a potentially valuable tool to assess hydrodynamic behavior at the bench-scale, and as a proof-of-concept for the use of NPs as imaging contrast agents for field scale EM geophysical techniques. \nA 240 kV, GE Phoenix v|tome|x m compact micro CT system was used with three column designs: glass column (15.24 cm long, 2.54 cm inner diameter), acrylic column (10.16 cm long and 0.9 cm internal diameter), and acrylic cuvettes (4.5 cm long, 1 cm by 1 cm cross section). Columns were packed with 150-212 µm acid-washed glass beads and saturated with Milli-Q water. This study assessed the use of two NP solutions (Fe3O4 and bismuth ferrite) as X-ray CT contrast agents for use in saturated porous media columns in comparison to a known contrast agent, NaI. \n\tThe minimum concentration of NaI needed to attenuate the X-ray beam enough to be distinguished in processed X-ray CT images was found to be 15 gI/L in the saturated glass column and acrylic cuvettes. Qualitative comparisons of the relative X-ray attenuation between NaI and the NP solutions were made by scanning two stacked cuvettes, one containing a 15 gI/L NaI solution and the other containing the respective NP solutions. Results showed that the X-ray attenuation due to Fe3O4 NPs was inadequate when used at concentrations < 70 g/L. At this concentration, the Fe3O4 NP suspension was too viscous for transport through the column, and thus ineffective as X-ray CT imaging contrast agents in a saturated glass bead porous medium. The bismuth ferrite NP solution had a higher relative X-ray attenuation than the 15 gI/L solution. These bismuth ferrite NPs were injected at a concentration of ~7.8 gBi/L into a saturated glass column, and the monitoring of NP transport was successful. \nThis study marks the first use of engineered NPs as X-ray CT imaging contrast agents in a saturated representative geologic porous medium at the column scale. NPs offer the potential benefit of target-specific binding to impacted soil media in comparison to traditional X-ray CT contrast agents such as NaI, thus opening exciting opportunities for future geological X-ray CT studies. As X-ray CT is an electromagnetic imaging technique, the work presented here serves as a proof-of-concept for the use of NPs as imaging contrast agents for electromagnetic geophysical methods.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Autre · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,005

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,200
Écart entre enseignants0,192 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreAutre

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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