Naučnici sa École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) razvili su novu veštačko-inteligentnu tehniku koja poboljšava hemijsku analizu nanomaterijala, prevazilazeći izazove bučnih podataka i mešanih signala. Ova tehnika, nazvana PSNMF („pan-sharpening-based non-negative matrix factorization-based pan-sharpening“), predstavlja značajan napredak u analizi nanomaterijala, koji su materijali sa veličinama između 1 i 100 nanometara.
Nanomaterijali, uključujući ugljenične nanocevi, srebrne nanočestice i nanoporozne materijale, koriste se u raznim oblastima kao što su medicina i elektronika. Precizno određivanje njihovog hemijskog sastava je ključno, ali tradicionalne metode, kao što su spektroskopija rendgenskih zraka sa disperzijom energije (EDKS) i skenirajuća transmisijska elektronska mikroskopija, često proizvode podatke sa visokom bukom i mešane signale, što otežava analizu.
Tim istraživača iz EPFL-a, uključujući Hui Chena, Duncana Alekandera i Cecile Hebert, koristi novu metodologiju koja kombinuje podatke iz obližnjih piksela kako bi poboljšala odnos signal-šum. Ovaj pristup koristi Poissonovu buku, koja se pojavljuje zbog nasumične detekcije rendgenskih fotona, i primenjuje „faktorizaciju nenegativne matrice“ (NMF) za razlaganje podataka na jednostavnije komponente. Ovaj proces omogućava identifikaciju i kvantifikaciju hemijskih elemenata u nanomaterijalima sa poboljšanom tačnošću.
Nakon inicijalnog čišćenja podataka, NMF se primenjuje na visoku rezoluciju originalnih podataka kako bi se očuvali prostorni detalji. Kombinovanjem rezultata oba koraka, metoda PSNMF omogućava visoku spektralnu vernost i prostornu rezoluciju.
Istraživači su potvrdili efikasnost PSNMF koristeći sintetičke podatke i primenjujući metodu na stvarne uzorke kao što su nanominerali i nanokatalizatori. PSNMF je uspešno razdvojio i kvantifikovao materijale koji se preklapaju, što je ključno za razvoj novih tehnologija koje se oslanjaju na složene nanostrukture.
Ova inovativna metoda značajno poboljšava hemijsku analizu nanorazmera, omogućavajući tačne rezultate uprkos bučnim podacima i preklapanju signala. PSNMF predstavlja značajan korak napred u proučavanju i korišćenju nanomaterijala u različitim industrijskim i istraživačkim oblastima.
