新型纤维增强复合材料作为一种稳定、轻便的材料正变得越来越重要。这种复合材料的一个例子是碳纤维增强聚合物(CFRP)，它被用于飞机结构或一级方程式赛车和运动自行车的结构。这些材料的性能在很大程度上取决于微小纤维如何排列以及它们如何排列和嵌入周围材料，从而影响复合材料的机械、光学或电磁行为。

为了研究这种复合材料中纤维的方向，研究人员必须观察它们的内部。人们可以使用小角度x射线散射(SAXS)，利用x射线穿透物质时会散射的事实。由此产生的散射模式可以用来获得样品内部的信息，也可以用来获得纤维的方向。然而，常见的SAXS方法的缺点是速度很慢:以所需的分辨率扫描厘米大小的标本可能需要长达几个小时。

观察碳纤维带的打结

Paul Scherrer研究所PSI和苏黎世联邦理工学院的研究人员，以及来自洛桑EPF和丹麦衍生公司Xnovo Technology的同事们，现在已经成功地进一步开发了实际应用的技术。“决定性因素是我们在样本后面安装了一组x射线透镜。这使得仅用一次x射线就可以检测反映样品空间内部结构的多个局部散射模式成为可能，使我们能够拍摄大量连续图像，”该方法的发明者、由Marco Stampanoni领导的PSI x射线断层扫描小组的博士后研究员Matias Kagias说。作为原理证明，研究人员使用这种新方法在打结过程中显示了碳纤维带中纤维的方向。他们在11秒的时间内以每秒25张图像的速度获得了时间分辨x射线投影。

在医学和安全领域的应用是可以想象的

这种新方法不仅适用于瑞士光源SLS等同步加速器设备的x射线，也适用于传统x射线管的光束。因此，Marco Stampanoni教授说，“预计这种新方法将在医疗设备和无损检测以及国土安全领域找到实际应用。”

研究人员在杂志上发表了他们的研究结果自然通讯。