Forbedring af EV-sikkerhed med TiO2-baseret maling

LiDAR er en afgørende komponent i nutidens autonome køretøjer, da den bruges til at skabe 3D-kort over omgivelserne. På trods af de seneste fremskridt inden for LiDAR-sensorkapaciteter har den stadig problemer med at registrere lysabsorberende materialer som meget sorte genstande. En nylig undersøgelse offentliggjort i ACS Applied Materials (AMAT ) & Interfaces demonstrerer, hvordan TiO2-baseret maling kan hjælpe med at løse disse problemer. Her er alt, du behøver at vide.

Hvad er LiDAR?

For at forstå, hvorfor du har brug for højt reflekterende sort maling, skal du først lære om LiDAR og dens mange anvendelser. LiDAR er en reflekterende lysbaseret sensor, der med stor nøjagtighed kan bestemme formen og afstanden til objekter. Disse systemer fungerer som sonar ved, at de udsender et signal, som reflekteres tilbage. Hastigheden hvormed signalet vender tilbage, kan bruges til at beskrive tid eller miljø.

LiDAR bruger små lysimpulser i stedet for lyd. Denne struktur giver den større nøjagtighed i mange situationer.  I dag er LiDAR en væsentlig komponent i mange automatiserede enheder. Denne teknologi har forbedret sig betydeligt i løbet af de sidste fem år, hvor AI-integration har gjort systemerne smartere.

Højt reflekterende sort maling

Højt reflekterende sort maling kan let påføres genstande for at sikre, at den voksende flåde af autonome køretøjer kan se dem tydeligt. Denne fremskridt kan måske ikke synes som noget stort, men når du indser, at der i dag anslås at være 2.531.206 batteri- og plug‑in‑hybrider på vejene, kan du forstå, hvorfor det er vigtigt, at disse køretøjer ikke kolliderer med samfundet. Bemærkelsesværdigt forudsiger analytikere, at der vil være over 26,4 millioner EV’er på de amerikanske motorveje inden 2030.
Brug af TiO2-baseret maling kunne hjælpe med at redde millioner af liv i fremtiden. Med denne erkendelse gik en gruppe innovative ingeniører ledet af Chang‑Min Yoon i gang med en mission om at skabe en super LiDAR-reflekterende sort maling, som er let at påføre, holdbar og termisk resistent. Resultatet af deres forskning er en ny TiO2-baseret maling og en fremstillingsmetode, der let kan duplikeres og påføres til minimale omkostninger.

Hvordan TiO2-baseret (titaniumdioxid) maling fremstilles

Fremstillingsprocessen for TiO2-baseret maling adskiller sig fra traditionel maling, hvor pigmenter blandes med harpiks, opløsningsmiddel og tilsætningsstoffer for at skabe en påførbar belægning. For at lave TiO2-baseret maling besluttede forskerne at tage en ny tilgang. De gennemførte ætsetrinnene i processen før reduktionen.

Det første trin var at fremstille tynde plader med hul sort TiO2 (HL/BT). For at udføre denne opgave tilføjede de et tyndt lag af titaniumdioxid (TiO2) på små mikroskopiske glasflager. Derefter blev fluoridsyre brugt til at ætse glasset væk. Denne metode, kaldet sol‑gel, efterlader et højt reflekterende TiO2‑rester.

Forskerne ønskede at tage deres skabelse endnu længere. De konkluderede, at en NaBH4-reduktion kunne påvirke oxidationstilstanden. De blandede derefter materialet med lak, hvilket skabte en let påførbar, højt reflekterende sort maling, før de gik ind i testfasen.

Resultater

Den endelige maling viste sig at have en tykkelse på 140 nm (HL/BT140). Denne tykkelse er nødvendig, da malingen skal påføres ujævne og mærkeligt formede overflader. Test af malings sorthed viste en sorthed (L*) på 13,3. Dette er sammenligneligt med almindelig sort maling.
Den samme test viste en høj NIR-refleksion på 23,6 % ved en bølgelængde på 905 nm. Disse resultater oversteg forskernes forventninger og har vakt opsigt i den autonome køretøjssektor. Denne øgede opmærksomhed bør hjælpe forskerne med at finde yderligere finansiering.

Test af TiO2-baseret maling

Teamet gik i gang med at bevise, at deres skabelse var LiDAR-venlig ved at bruge to forskellige typer LiDAR-sensorer, der anvendes i dag, 360‑grad roterende og spejl‑baserede. Disse sensorer findes på alt fra selvkørende biler til robotstøvsugere til militære droner. Derfor er der stor efterspørgsel efter at forbedre denne teknologi til så lav en pris som muligt.
Deres testfase behøvede ikke at vare længe, da LiDAR let genkendte den TiO2-baserede maling konsekvent, selv i mørke og visuelt udfordrende scenarier. Forskerne testede malingen under ugunstige vejr‑lignende forhold og i fuldstændig mørke for at sikre, at deres resultater var nøjagtige. De konkluderede, at deres nye maling var den optimale løsning til forebyggelse af kollisioner for autonome køretøjer.

Virkelige anvendelser

Autonome køretøjer er her, og TiO2-baseret maling kan hjælpe med at redde liv. Denne type maling kan bruges til at sikre, at køretøjet fungerer som lovet, selv under dårlige sigtforhold. Du kan se titaniumdioxidmaling anvendt til at markere skolezoner, skilte, køretøjer, vognbaner og meget mere. Interessant nok vil den fremstå som almindelig sort maling for passagererne, men for dit autonome køretøj vil den skinne så lyst som muligt. Denne tilgang giver pålidelige og omkostningseffektive resultater, som kan implementeres med det samme.

Vigtige fremskridt inden for bilsikkerhed

Introduktionen af højt reflekterende sort maling kan redde millioner af liv i fremtiden. Sådanne innovative koncepter har hjulpet med at gøre kørsel i din foretrukne bil fra at være farlig til at blive en meget sikker aktivitet. Her er nogle andre seje innovationer, der har ændret bilverdenen for altid.

Volvo introducerer 3-punkts sikkerhedssele – 1959

Man må anerkende de modige førere før 1960’erne. Disse chauffører kørte rundt i deres tunge stålkøretøjer med kun korsbælter. Denne type bælte kontrollerede ikke din overkrop. Derfor var det almindeligt, at folk fik hoved- og overkropsskader, mens de havde sikkerhedssele på.

Volvo-ingeniøren Nils Bohlin ændrede alt med introduktionen af 3‑punkts sikkerhedssele i 1959. Volvo Amazon (AMZN ) og Volvo PV544 var de første to biler, der fik denne revolutionerende teknologi, som holdt både din øvre og nedre halvdel fast. Bemærkelsesværdigt er sikkerhedsseler i dag standard i alle køretøjer, og med god grund. De har reddet millioner af liv og kan betragtes som en af de opfindelser, der har hjulpet flest mennesker i de sidste 100 år.

Selvom Volvo er et børsnoteret selskab, er det primært noteret på Nasdaq Stockholm-børsen i Sverige.  I USA kan Volvo-aktier handles gennem American Depositary Receipts (ADRs) under OTC‑tickeret ‘VLVLY’.

General Motors introducerer airbags – 1973

GM Prisdiagram

General Motors (GM ) var foran kurven, da de introducerede de første airbags i 1973. Oldsmobile Toronado var det første køretøj, der tilbød denne revolutionerende sikkerhedsenhed til offentligheden. I den periode blev den eksperimentelle sikkerhedsfunktion kaldt “Air Cushion Restraint System“.

Den første udrulning af airbags skabte ikke en markant markedseffekt. GM bemærkede, at forbrugerne ikke var motiverede. Forbrugerne satte pris på den ekstra sikkerhed, men indså ikke, hvor meget de fik, før rapporterne kom tilbage år senere. Derfor aflyste GM airbags i deres biler blot 4 år senere i 1977.

Da tallene afslørede opfindelsens livredende effekt, steg efterspørgslen. Det var dog først i 1988, at den amerikanske regering endelig gjorde airbags obligatoriske for forreste passagerer. I dag er airbags standard i alle nye køretøjer. Disse oppustelige enheder har reddet utallige liv og forbliver et af de centrale sikkerhedssystemer, der beskytter dig og dine kære under transport.

Mercedes Benz introducerer ABS – 1978

En anden stor sikkerhedsopgradering, der hjalp med at holde folk sikrere på motorvejene, var introduktionen af ABS-bremse systemer i 1978. Den første ABS var på Mercedes‑Benz S‑Class W116. Dette luksuriøse køretøj havde en række eksklusive luksus‑ og sikkerhedsoptioner for sin tid.

ABS var revolutionerende, fordi det forhindrede ratet i at låse under intense opbremsninger. ABS overvåger hjulslukning og frigiver og initierer bremsekraften hurtigt for at forhindre tab af styring. Efter mange års omhyggelig forskning lykkedes det Mercedes at introducere det første firehjulsmulti‑kanal anti‑lock bremse system. Frem til i dag er det standard i alle køretøjer på vejen.

Ligesom Volvo er Mercedes Benz et børsnoteret selskab, primært noteret på en europæisk børs – Frankfurt Børs i Tyskland.  Dets aktier kan også tilgås som ADR’er over‑the‑counter under tickeret ‘MBGYY’.

Fremtiden for bilsikkerhed

Sikkerhedsfremskridt fortsætter med at ændre måden, folk pendler på. Nutidens standardfunktioner inkluderer flere airbags, sikkerhedsseler, anti‑kollisionssystemer og mere. Alle disse opfindelser arbejder i fællesskab for at skabe det sikreste mulige miljø. Introduktionen af smarte køretøjer tilføjer et ekstra lag af sikkerhedsforbedringer til ligningen.
Mange tror, at vejene snart vil være helt uden menneskelige førere. De har bemærket, at æraen med autonome og AI‑styrede køretøjer nærmer sig hurtigt. Som følge heraf kan sikkerheden øges ved en simpel softwareopdatering, ændring af maling eller opgradering af sensorer i stedet for at skabe nye dæk eller sikkerhedsseler.

TiO2-baseret maling – En autonom sikkerhedsopgradering, alle har brug for

Selvkørende køretøjer er kommet for at blive af mange grunde. De har potentiale til at forbedre sikkerheden, sænke omkostningerne og gøre hverdagen lettere for millioner. Introduktionen af TiO2-baseret maling vil hjælpe med at gøre dette scenarie sikrere for alle. For nu er der stadig meget forskning, der skal udføres på forretningssiden af dette projekt. Derfor er det klogt at holde øje med denne udvikling og hvordan den kan implementeres i de kommende år.

Lær om andre seje transportprojekter her.

(MBG.DE )