Quantifying the shape of nanoparticles: Segmentation and elongation measure

Abstract

Kvantifikovanje oblika nanočestica: segmentacija i mera izduženosti IZVOD UVODZbog velikih mogućnosti za primenu proučava-nje nanomaterijala zauzima veoma važno mesto u nauci o materijalima. Nanomaterijali su sistemi u kojima su veličine čestica manje od 100 nm. Smanjenjem veličine magnetnih čestica dolazi do promene magnetnih svojstava, tako da magnetni nanomaterijali pokazuju drugačija fizička svojstva: velika koercitivnost, superparamagnetizam, velika magnetna otpornost, niska ili visoka magnetizacija, smanjenje Kirijeve/Nelove temperature. Jedna od veoma važnih anizotropija nanočestica koja određuje magnetna svojstva nanočestičnog materijala je anizotropija oblika, koja je u direktnoj vezi sa oblikom nanočestica. Kod istih materijala vrednosti magnetnih parametara se mogu razlikovati i po desetak puta u zavisnosti od oblika nanočestica [1,2]. Uticaj oblika nanočestica na makroskopska magnetna svojstva nanomaterijala sve više se proučava u literaturi [3,4]. Kao jedno od važnih svojstava oblika izduženost oblika ima bitnu ulogu u razumevanju magnetnih svojstava nanočestičnih materijala (npr. poznato je da se koercitativnost *Autor za korespondenciju: Lazar Kopanja E-mail: kopanjal@yahoo.com Rad primljen: 29. 06. 2017. Rad prihvaćen: 30. 07. 2017 Rad je dostupan na sajtu: www.idk.org.rs/casopis povećava s povećanjem izduženosti). Stoga je pored merenja fizičkih svojstava veoma važno imati način za merenje oblika, odnosno dodeljivanje obliku kvantitativnih vrednosti na osnovu kojih se oni mogu porediti i klasifikovati.Polazna tačka za merenje oblika su mikroskopske slike nanočestičnih materijala koje se zatim analiziraju u cilju utvrđivanja kvantitativnih karakteristika nanočestica i njihovih međusobnih relacija. U postupcima analize slike segmentacija je jedan od prvih i najvažnijih koraka [5][6][7][8]. Kao deo naučne oblasti digitalne slike, koja zauzima sve veću primenu u različitim poljima istraživanja, segmentacija se ne može posmatrati bez uzimanja u obzir velikog boja parametara slike. Naime, za različite potrebe različito se definišu i segmenti, naravno, sve zavisno od situacije u kojoj se slika analizira. Nekada je bitno da se izdvoje samo svetliji delovi slike, pa je onda osnov za segmentaciju luminenca piksela. U drugom slučaju je bitno da se alaliziraju segmenti sa određenim koncentracijama boja, pa su tada RGB komponente osnov za segmentaciju [9]. Ovih primera ima mnogo, a svi oni se svrstavaju u prvi uslov za segmentaciju -zajednička karakteristika pojedinačnih segmenata. Drugi uslov za segmentaciju se definiše u neprekidnosti piksela koji kao prvi detektovani čini jedan segment. Odnosno, segment slike definiše grupa piksela sa