تصویربرداری در سه جهت ساختار کاغذ با استفاده از میکروسکوپ روبشی هم‌کانون لیزری

کاغذ، ورقه ای است پهن و نازک که از تجمع و درهم رفتگی الیاف، رشته ها و اجزای سلولزی تهیه می شود و در ابعاد مختلفی برای کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار می گیرد. پس از بررسی روش های رنگ آمیزی فلورسنت الیاف سلولزی در پژوهش های پیشین، این تحقیق با هدف مطالعه‌ ساختار میکروسکوپی ورقه و اجزای آن در سه جهت کاغذ (طول، عرض و عمق) با استفاده از میکروسکوپ روبشی هم کانون لیزری (کانفوکال) انجام شد. همچنین، چگونگی مطالعه‌ پراکنش الیاف و اجزای سلولزی در ساختار کاغذ در سه بعد آن با استفاده از خاصیت فلورسنت و روش بکارگرفته شده در میکروسکوپ کانفوکال مورد بررسی قرار گرفت. اجزای سلولزی ساختار کاغذ پس از تحریک در طول موج 405 نانومتر، بازتابش فلورسنت به رنگ سبز از ناحیه‌ نور مرئی (500-420 نانومتر) از خود نشان دادند. مطالعه‌ میکروسکوپی با استفاده از میکروسکوپ روبشی هم‌کانون لیزری (کانفوکال)، علاوه بر بررسی پراکنش اجزاء به‌صورت دوبعدی، به‌صورت قابل توجهی، گستره ای از تصاویر متنوع در خصوص نحوه‌ قرارگیری الیاف و اجزای سلولزی در عمق کاغذ (جهت ضخامت) را بدون نیاز به لایه لایه کردن کاغذ، به نمایش گذاشت. تهیه‌ تصاویر در جهت ضخامت (عمق) کاغذ، در دو وزن پایه‌ 20 و 60 گرم بر مترمربع بدون مشکل انجام شد. در این تصاویر، تغییر تجمع الیاف و اجزاء آن در عمق قابل بررسی بود. بنابراین، می توان میکروسکوپ روبشی هم‌کانون لیزری را به‌عنوان ابزار مناسبی برای مطالعه‌ پراکنش الیاف و اجزاء نشان‌دار شده در سه بعد کاغذ معرفی نمود.

imaging in three dimensions of paper structure using confocal laser scanning microscopy

the paper is a thin, wide sheet formed from the entanglement, flocculation, and bonding of fibers, filaments, and cellulose components. it is produced in various dimensions for numerous applications. building on a previous study on the fluorescent staining methods of cellulose fibers, the present research investigates the microscopic structure of the sheet and its components in three dimensions (length, width, and depth) using a confocal laser scanning microscope. this study also examines the distribution of cellulose fibers and components within the paper structure’s three dimensions using fluorescent properties and confocal microscopy. the cellulosic components of the paper structure exhibited a green fluorescent reflection (420-500 nm) in the visible light region when excited at a wavelength of 405 nm. beyond the two-dimensional analysis of paper planes, the confocal laser scanning microscope provided a wide array of intriguing images, revealing how fibers or cellulose fiber fractions are distributed within the paper’s thickness without the need for layer-by-layer slicing. depth imaging of paper was successful for samples with basis weights of both 20 and 60 g/m². the resulting images showed increased flocculation and accumulation of fiber elements and segments with depth. overall, images obtained from the confocal laser scanning microscope demonstrated that the apparatus is suitable for investigating the distribution of labeled fibers and fiber fractions in all three dimensions of the paper structure.