2019年西北大学科学图像大赛的获奖者代表了包括医学、化学、工程、物理和天文学在内的广泛学科的进步。这个画廊展示了当代研究的惊人之美和科学创新。
由当地艺术家，科学家，教育工作者和社区领导者的跨学科小组判断，这些图像被西北科学研究员，员工和教师捕获。获奖者在埃文斯顿乡镇高中的晚间招待会上宣布，其中图像在超过40名学生艺术品的画廊中举办。
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现实世界的物理系统通常可以展现出美丽和复杂的模式，例如斑马条纹，沙丘涟漪或云层。该图像显示培养皿中的水放置在垂直振动的表面上。当振动足够强时，在水面上形成波的模式。
在该图像中可以看到波浪的方形图案，鉴于盘的圆形形状是令人惊讶的。借助现代计算机和高级数学，我们最近才取得了预测这些模式的进展。此发现的应用将有助于我们理解和控制自然和工程系统。
圣扎迦利Nicolaou
物理及天文学系
工具和技术:幻影VEO高速摄像机
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我们通过吹在肥皂溶液中的气泡棒上吹空气来制造泡沫。在这里，我们通过将空气慢慢喷射到肥皂水中，使许多均匀尺寸的小气泡。然后，气泡以均匀的图案安排 - 这正是原子恰好安排形成晶体。事实上，这种“泡沫筏”是在1940年首次使用的，了解如何形成晶体。
在这幅图中，我们看到一层气泡以六边形的形式排列。这种奇特的模式是两层气泡相互叠加的位置。原子晶体也表现出这种不规则的图案，被称为“晶体缺陷”。
Phalguni Shah.
物理及天文学系
工具和技术:摩托七动力
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在此图像中，您可以从鼠标脊髓欣赏一条背根神经节（DRG）。DRGS是脊髓神经背根部定位的神经元的簇。这些神经元对某些感觉方式（例如触摸）负责;他们使用轴突将身体周边的信息传递给大脑。在这张照片中，神经元轴突（黄色）从神经节扩散，并由卫星胶质细胞（在Cyan）支撑。
jean - michel Paumier
神经病学系
工具与技术：共聚焦显微镜
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符合欧姆海绵。这种疏油（喜欢油），疏水性（讨厌水），磁多孔材料可用于分离油和水。这种材料可以吸收30倍的油脂，使其成为从泄漏中恢复油的理想材料。海绵的卓越物业来自附着在海绵上的纳米材料。纳米材料如此小（大约100原子序），它们具有比其散装（正常大小）对应部件不同的性质。对于欧姆海绵，我们使用的是氧化铁纳米颗粒，其由于它们的尺寸具有出色的磁敏感性，这意味着它们可以通过磁铁容易地拉动。在该图像中，亮绿点是照明的氧化铁纳米颗粒。
斯蒂芬妮·里贝
材料科学与工程系
工具和技术:EPIC SEM FEI Quanta 650
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你看到的鲜艳的颜色和图案是双折射的结果。双折射是一种光学技术，可以通过观察通过的偏振光的变化来确定透明材料的结构方向。通常光波向各个方向传播，但偏振光波只向一个方向传播(水平或垂直)。
当您透明材料时，如图像中的塑料盘和管，在两个偏振器之间垂直定向的偏振器之间时，只有由材料旋转的光将通过。材料中的应力改变了旋转光波透过的光波的微观结构，并将其视为明亮的图案和颜色Aka双折射。
Kelsey-Ann Leslie
物理及天文学系
工具和技术：iPhone 8+
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此图像捕获肌肉肉体，从里面的人类捕获了最小的肌肉功能单位。图像中的连续绿线显示了SARCOMERES的天然存在的布置。整个肌肉（ex。二头肌）由数十万个肉体组成。
为了使二头肌产生力量，这些单独的肌节需要被缩短(绿色的线会靠近)。随着这种成像技术(二次谐波微内窥镜)的出现，我们能够研究肌肉肌节是如何因疾病、损伤或手术后发生变化的。
艾米adkins.
生物医学工程系
工具与技术：“斑马章” - 二次谐波发电微观镜检查
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我的研究包括分析在一种被称为胶体系统的介质中悬浮的干燥的小颗粒所形成的应力模式。在我们的日常生活中，这些系统包括牛奶、血液和油漆。使用显微镜，一个干燥的液滴，含有大的，塑料球，被水严重稀释检查。在这张图片中，在周围形成了一个积聚的粒子环，这被记录为“咖啡环”效应。然而，与其他水滴不同的是，水滴中心没有裂缝，因为更大的粒子会聚集在任何可能发现的物体周围，甚至是它们自己。
雨辰刘
物理及天文学系
工具和技术:奥林巴斯IX83倒置显微镜
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该图片上的每个符号代表鱼皮图案中的不同颜料细胞。我们使用数学模型的计算机模拟创建了此模式。
斑马鱼的皮肤上有条纹，但一些由斑马鱼进化而来的鱼也有这样的斑点。不管鱼身上有斑点还是条纹，它们的图案之所以形成，是因为鲜艳的细胞四处移动，并将自己组织成一个图案。把这些细胞想象成在天空中相互作用形成鸟群的鸟类——它们遵循行为规则，形成美丽的图案。
通过数学建模和模拟，我们寻找色素细胞遵循的行为规则来创造斑马鱼条纹。当我们改变模型中的这些规则时，就会形成不同的模式，就像图中的斑点一样。这表明了数学被用来研究自然界皮肤图案多样性的进化的一种方式。
亚历山大Volkening
NSF-Simons定量生物学中心
工具与技术：数学模型的计算机模拟
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当生长在身体外的细胞时，重要的是要给他们一个安全的地方，以连接和铺设根。与植物如何需要肥沃的土壤，细胞需要营养成分在培养皿中长时间存活。一些实验需要在体外60天活着的细胞。解决这个问题的一种方法是在铺设细胞之前用生物材料涂覆盘的表面。
这种生物材料可以提供细胞生长所需的必要营养。在植入细胞之前，研究人员研究了涂层的稳定性，并确保它能在细胞生长的液体中长时间浸泡。让材料孵育60天后，他们干燥样品，并在表面做划痕来测量涂层的厚度。然后仪器根据高度给图像上色。红色的区域是峰值，蓝色的区域是表面的山谷。这张图片上的高度变化是由于涂层干燥时出现的盐。这使得最终的图像看起来像彩色玻璃。
Alexandra Edelbrock & Zaida Álvarez
辛普森呼乐园研究所生物医学工程系
工具和技术:Bruker Zygo 3D光学剖面仪
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当遇到冷表面时，水蒸气将液体融入液滴中。表面是一种像耕种农场一样的波浪图案。凝结在表面上的液滴就像犁沟上生长的作物一样。图像中心的液滴是类似于过早草莓的液滴被染色红色以便可视化其生长动态。
岳山瑶
材料科学与工程系
工具与技术:尼康D5500单反，尼康AF-S 85mm镜头
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定向能量沉积（DED）是金属3D印刷过程。在该过程中，小金属粉末被喷嘴吹到金属块上并用高功率激光熔化以形成新的固体金属。通过从粉末创造许多新的金属层来制造一个物体。DED非常热门，用于制作复杂或可定制的部件，如汽车发动机块或臀部植入物。然而，孔中通常留下非常小的毛孔。这些毛孔可能导致灾难性的失败，这意味着刚刚制造的物体突然在使用时突然突破一半或者在其中有大裂缝。因此，了解孔隙形式以及如何摆脱它们是很重要的。用于捕获该图像的强大的X射线束可以显示金属内部发生的内容，如熔化，例如孔形成或粉末被掺入熔池中。
萨曼莎·韦伯斯特
理论与应用机械系
工具和技术:先进的光子源，光束线32-ID
