Βελτίωση της Ασφάλειας των Ηλεκτρικών Οχημάτων με Βαφή Βασισμένη στο TiO2

LiDAR είναι ένα κρίσιμο στοιχείο των σημερινών αυτόνομων οχημάτων, καθώς χρησιμοποιείται για τη δημιουργία τρισδιάστατων χαρτών του περιβάλλοντος. Παρά τις πρόσφατες προόδους στις δυνατότητες ανίχνευσης του LiDAR, εξακολουθεί να δυσκολεύεται να ανιχνεύει υλικά που απορροφούν το φως, όπως πολύ μαύρα αντικείμενα. Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο ACS Applied Materials (AMAT ) & Interfaces δείχνει πώς η βαφή βασισμένη στο TiO2 θα μπορούσε να βοηθήσει στην επίλυση αυτών των προβλημάτων. Εδώ είναι όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε.

Τι είναι το LiDAR;

Για να καταλάβετε γιατί χρειάζεστε εξαιρετικά αντανακλαστική μαύρη βαφή, πρώτα πρέπει να μάθετε για το LiDAR και τις πολλές του χρήσεις. Το LiDAR είναι ένας αισθητήρας βασισμένος στο αντανακλαστικό φως που μπορεί να καθορίσει με μεγάλη ακρίβεια το σχήμα και την απόσταση των αντικειμένων. Αυτά τα συστήματα λειτουργούν όπως το σόναρ, στέλνοντας ένα σήμα που αντανακλάται πίσω. Ο ρυθμός με τον οποίο επιστρέφει το σήμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να περιγράψει το χρόνο ή το περιβάλλον.

Το LiDAR χρησιμοποιεί μικροσκοπικά παλμούς φωτός αντί για ήχο. Αυτή η δομή του παρέχει μεγαλύτερη ακρίβεια σε πολλές συνθήκες. Σήμερα, το LiDAR είναι ένα απαραίτητο στοιχείο σε πολλές αυτοματοποιημένες συσκευές. Αυτή η τεχνολογία έχει βελτιωθεί σημαντικά τα τελευταία πέντε χρόνια, με την ενσωμάτωση της AI να οδηγεί σε πιο έξυπνα συστήματα.

Εξαιρετικά Αντανακλαστική Μαύρη Βαφή

Η εξαιρετικά αντανακλαστική μαύρη βαφή μπορεί να απλωθεί εύκολα σε αντικείμενα ώστε να διασφαλίσει ότι ο αυξανόμενος στόχος αυτόνομων οχημάτων θα τα βλέπει καθαρά. Αυτή η πρόοδος μπορεί να μην φαίνεται σημαντική, αλλά όταν συνειδητοποιήσετε ότι εκτιμάται ότι υπάρχουν 2.531.206 μπαταρίες και υβριδικά plug‑in οχήματα στο δρόμο σήμερα, μπορείτε να καταλάβετε γιατί είναι σημαντικό να μην συγκρούονται αυτά τα οχήματα με την κοινότητα. Συγκεκριμένα, οι αναλυτές προβλέπουν ότι θα υπάρχουν πάνω από 26,4 εκατομμύρια ηλεκτρικά οχήματα στις αμερικανικές οδούς μέχρι το 2030.
Η χρήση βαφής βασισμένης στο TiO2 θα μπορούσε να βοηθήσει στη διάσωση εκατομμυρίων ζωών στο μέλλον. Αναγνωρίζοντας αυτό το γεγονός, μια ομάδα καινοτόμων μηχανικών υπό την ηγεσία του Chang‑Min Yoon ξεκίνησε μια αποστολή για τη δημιουργία μιας υπερ‑αντανακλαστικής μαύρης βαφής LiDAR που να είναι εύκολη στην εφαρμογή, ανθεκτική και θερμοανθεκτική. Τα αποτελέσματα της έρευνάς τους είναι μια νέα βαφή βασισμένη στο TiO2 και μια μέθοδος δημιουργίας που μπορεί να αντιγραφεί εύκολα και να εφαρμοστεί με ελάχιστο κόστος.

Πώς Κατασκευάζεται η Βαφή Βασισμένη στο TiO2 (Διοξείδιο του Τιτανίου)

Η διαδικασία κατασκευής βαφής βασισμένης στο TiO2 διαφέρει από την παραδοσιακή βαφή, όπου τα χρώματα αναμειγνύονται με ρητίνη, διαλύτη και πρόσθετα για να δημιουργήσουν μια απλώσιμη επίστρωση. Για να δημιουργήσουν βαφή βασισμένη στο TiO2, οι ερευνητές αποφάσισαν να ακολουθήσουν μια νέα προσέγγιση. Ολοκλήρωσαν τα βήματα χάραξης της διαδικασίας πριν από τη μείωση.

Το πρώτο βήμα ήταν η δημιουργία λεπτών πλακών με κενό μαύρο TiO2 (HL/BT). Για να ολοκληρώσουν αυτήν την εργασία, πρόσθεσαν μια λεπτή στρώση διοξειδίου του τιτανίου (TiO2) σε μικροσκοπικά θραύσματα γυαλιού. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήθηκε υδροφθαλικό οξύ για να χαράξει το γυαλί. Αυτή η μέθοδος, που ονομάζεται sol‑gel, αφήνει πίσω της εξαιρετικά αντανακλαστικό υπόλειμμα TiO2.

Οι ερευνητές ήθελαν να προχωρήσουν ακόμη πιο πέρα με τη δημιουργία τους. Κατέληξαν στο ότι μια μείωση με NaBH4 θα μπορούσε να επηρεάσει την κατάσταση οξείδωσης. Στη συνέχεια, ανάμειξαν το υλικό με βερνίκι, δημιουργώντας μια εύκολα απλώσιμη, εξαιρετικά αντανακλαστική μαύρη βαφή πριν εισέλθουν στη φάση δοκιμών.

Αποτελέσματα

Η τελική βαφή αποδείχθηκε ότι έχει πάχος 140 nm (HL/BT140). Αυτό το πάχος είναι απαραίτητο καθώς η βαφή πρέπει να εφαρμοστεί σε ανώμαλες και παράξενες μορφές επιφανειών. Οι δοκιμές του μαυρίσματος της βαφής έδειξαν μαυρίσματος (L*) 13,3. Αυτό είναι συγκρίσιμο με την κοινή μαύρη βαφή.
Οι ίδιες δοκιμές έδειξαν υψηλή αντανακλαστικότητα NIR 23,6% σε μήκος κύματος 905 nm. Αυτά τα αποτελέσματα ξεπέρασαν τις προσδοκίες των ερευνητών και προκάλεσαν εντύπωση στον τομέα των αυτόνομων οχημάτων. Αυτή η αυξημένη ευαισθητοποίηση θα πρέπει να βοηθήσει τους ερευνητές να βρουν επιπλέον χρηματοδότηση.

Δοκιμή της Βαφής Βασισμένης στο TiO2

Η ομάδα ξεκίνησε να αποδείξει ότι η δημιουργία τους είναι φιλική προς το LiDAR, χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικούς τύπους αισθητήρων LiDAR που χρησιμοποιούνται σήμερα, 360‑στροφικούς και βασισμένους σε καθρέφτη. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να βρεθούν σε όλα, από αυτόνομα αυτοκίνητα μέχρι ρομπότ‑σκουπιδόροφους και στρατιωτικά drones. Ως εκ τούτου, υπάρχει μεγάλη ζήτηση για βελτίωση αυτής της τεχνολογίας με το ελάχιστο δυνατό κόστος.
Η φάση δοκιμών τους δεν χρειαζόταν να διαρκέσει πολύ, καθώς το LiDAR αναγνώριζε εύκολα τη βαφή βασισμένη στο TiO2 σταθερά, ακόμη και σε σκοτεινά και οπτικά προκλητικά σενάρια. Οι ερευνητές δοκίμασαν τη βαφή σε συνθήκες αντίξοου καιρού και σε απόλυτο σκοτάδι για να εξασφαλίσουν την ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Κατέληξαν στο ότι η νέα τους βαφή είναι η βέλτιστη λύση για την πρόληψη συγκρούσεων αυτόνομων οχημάτων.

Πραγματικές Εφαρμογές

Τα αυτόνομα οχήματα είναι εδώ και η βαφή βασισμένη στο TiO2 θα μπορούσε να βοηθήσει στη διάσωση ζωών. Αυτό το είδος βαφής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να διασφαλίσει ότι το όχημα λειτουργεί όπως υποσχέθηκε, ακόμη και σε συνθήκες χαμηλής ορατότητας. Θα μπορούσατε να δείτε βαφή διοξειδίου του τιτανίου να χρησιμοποιείται για τον καθορισμό ζωνών σχολείων, σημάτων, οχημάτων, λωρίδων και πολλά άλλα. Ενδιαφέρον είναι ότι θα φαίνεται ως κανονική μαύρη βαφή για τους επιβάτες, αλλά για το αυτόνομο όχημά σας, θα λάμπει όσο πιο φωτεινά γίνεται. Αυτή η προσέγγιση παρέχει αξιόπιστα και χαμηλού κόστους αποτελέσματα που μπορούν να εφαρμοστούν άμεσα.

Κύρια Βήματα Προόδου στην Ασφάλεια των Αυτοκινήτων

Η εισαγωγή εξαιρετικά αντανακλαστικής μαύρης βαφής θα μπορούσε να σώσει εκατομμύρια ζωές στο μέλλον. Καινοτόμες ιδέες όπως αυτή έχουν βοηθήσει το ταξίδι στο αγαπημένο σας αυτοκίνητο να μετατραπεί από επικίνδυνη σε πολύ ασφαλή δραστηριότητα. Εδώ είναι μερικές άλλες εντυπωσιακές καινοτομίες που άλλαξαν για πάντα τον κόσμο της αυτοκινητοβιομηχανίας.

Η Volvo Παρουσιάζει τη Ζώνη Ασφαλείας 3 Σημείων – 1959

Πρέπει να το αναγνωρίσουμε για εκείνους τους γενναίους οδηγούς πριν τη δεκαετία του 1960. Αυτοί οι οδηγοί ταξίδευαν στα βαριά χάλυβα οχήματά τους με μόνο ζώνες μέσης. Αυτός ο τύπος ζώνης δεν έλεγχε το άνω μέρος του κορμού. Συνεπώς, ήταν συχνό να υποφέρουν από τραυματισμούς στο κεφάλι και στο άνω μέρος του σώματος ενώ φορούσαν ζώνη ασφαλείας.

Ο μηχανικός της Volvo, Nils Bohlin, άλλαξε τα πάντα με την εισαγωγή της ζώνης ασφαλείας 3 σημείων το 1959. Η Volvo Amazon (AMZN ) και η Volvo PV544 ήταν τα πρώτα δύο αυτοκίνητα που υιοθέτησαν αυτήν την επαναστατική τεχνολογία που κρατούσε τόσο το άνω όσο και το κάτω μισό του σώματος περιορισμένο. Σημειωτέον, οι ζώνες ασφαλείας είναι πλέον στάνταρ σε κάθε όχημα, και για καλούς λόγους. Έχουν σώσει εκατομμύρια ζωές και μπορούν να θεωρηθούν μία από τις εφευρέσεις που βοήθησαν τους περισσότερους ανθρώπους τα τελευταία 100 χρόνια.

Ενώ η Volvo είναι μια εισηγμένη εταιρεία, είναι κυρίως καταχωρημένη στο χρηματιστήριο Nasdaq Stockholm στη Σουηδία. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οι μετοχές της Volvo μπορούν να διαπραγματεύονται μέσω American Depositary Receipts (ADRs) με το OTC σύμβολο ‘VLVLY’.

Η General Motors Παρουσιάζει τα Αερόσακους – 1973

GM Διάγραμμα τιμής

Η General Motors (GM ) ήταν μπροστά από την εποχή της όταν εισήγαγε τους πρώτους αερόσακους το 1973. Η Oldsmobile Toronado ήταν το πρώτο όχημα που προσέφερε αυτήν την επαναστατική συσκευή ασφαλείας στο κοινό. Εκείνη την εποχή, το πειραματικό χαρακτηριστικό ασφαλείας ονομαζόταν «Σύστημα Αερομαξιματικού Περιορισμού».

Η πρώτη σειρά αερόσακων δεν προκάλεσε σημαντική ανταπόκριση στην αγορά. Η GM σημείωσε ότι οι καταναλωτές δεν ήταν κίνητοι. Οι καταναλωτές εκτιμούσαν την επιπλέον ασφάλεια αλλά δεν συνειδητοποίησαν το πλήθος των ωφελειών μέχρι να επιστρέψουν οι αναφορές χρόνια αργότερα. Συνεπώς, η GM ακύρωσε τους αερόσακους στα αυτοκίνητά της μόλις 4 χρόνια αργότερα, το 1977.

Μόλις τα νούμερα αποκάλυψαν τις σωτηριές επιδράσεις της εφεύρεσης, η ζήτηση αυξήθηκε. Ωστόσο, δεν ήταν μέχρι το 1988 που η αμερικανική κυβέρνηση τελικά καθιέρωσε υποχρεωτική χρήση αερόσακων για τους μπροστινούς επιβάτες. Σήμερα, οι αερόσακοι είναι στάνταρ σε όλα τα νέα οχήματα. Αυτές οι φουσκωτές συσκευές έχουν σώσει αμέτρητες ζωές και παραμένουν ένα από τα βασικά συστήματα ασφαλείας που προστατεύουν εσάς και τα αγαπημένα σας πρόσωπα κατά τη μετακίνηση.

Η Mercedes Benz Παρουσιάζει το ABS – 1978

Μια ακόμη σημαντική αναβάθμιση ασφαλείας που βοήθησε να διατηρηθούν οι άνθρωποι ασφαλέστεροι στους αυτοκινητόδρομους ήταν η εισαγωγή των συστημάτων φρένων ABS το 1978. Το πρώτο ABS βρέθηκε στην Mercedes‑Benz S‑Class W116. Αυτό το υψηλού επιπέδου όχημα διέθετε μια σειρά αποκλειστικών επιλογών πολυτέλειας και ασφαλείας για την εποχή του.

Το ABS ήταν επαναστατικό επειδή απέτρεπε το κλείδωμα του τιμονιού κατά τη διάρκεια έντονων φρενάρισμα. Το ABS παρακολουθεί το κλείδωμα των τροχών και απελευθερώνει και ενεργοποιεί το φρένο γρήγορα για να αποτρέψει την απώλεια του ελέγχου. Μετά από πολλά χρόνια επίμονης έρευνας, η Mercedes κατάφερε να εισαγάγει το πρώτο τετρατροχικό πολυκαναλικό σύστημα αντιμπλοκαρίσματος. Σήμερα, είναι στάνταρ για κάθε όχημα στο δρόμο.

Παρόμοια με τη Volvo, η Mercedes Benz είναι μια εισηγμένη εταιρεία που είναι κυρίως καταχωρημένη σε ευρωπαϊκό χρηματιστήριο – το Χρηματιστήριο Φρανκφούρτης στη Γερμανία. Οι μετοχές της μπορούν επίσης να προσπελαστούν ως ADRs μέσω του over‑the‑counter με το σύμβολο ‘MBGYY’.

Το Μέλλον της Ασφάλειας των Αυτοκινήτων

Οι εξελίξεις στην ασφάλεια συνεχίζουν να αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι μετακινούνται. Τα σημερινά τυπικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν πολλαπλούς αερόσακους, ζώνες ασφαλείας, συστήματα αντισύγκρουσης και άλλα. Όλες αυτές οι εφευρέσεις λειτουργούν από κοινού για να δημιουργήσουν το πιο ασφαλές περιβάλλον δυνατό. Η εισαγωγή των έξυπνων οχημάτων προσθέτει ένα ακόμη επίπεδο βελτιώσεων ασφαλείας στην εξίσωση.
Πολλοί πιστεύουν ότι οι δρόμοι σύντομα θα στερούνται εντελώς ανθρώπινων οδηγών. Έχουν παρατηρήσει ότι η εποχή των αυτόνομων και ελεγχόμενων από AI οχημάτων προσεγγίζει γρήγορα. Συνεπώς, η ασφάλεια θα μπορούσε να αυξηθεί με μια απλή ενημέρωση λογισμικού, αλλαγή βαφής ή αναβάθμιση αισθητήρων, αντί για τη δημιουργία νέων ελαστικών ή ζωνών ασφαλείας.

Βαφή Βασισμένη στο TiO2 – Μια Αυτόνομη Αναβάθμιση Ασφαλείας που Χρειάζεται Όλοι

Τα αυτόνομα οχήματα είναι εδώ για να μείνουν για πολλούς λόγους. Έχουν τη δυνατότητα να βελτιώσουν την ασφάλεια, να μειώσουν το κόστος και να κάνουν την καθημερινή ζωή πιο εύκολη για εκατομμύρια. Η εισαγωγή της βαφής βασισμένης στο TiO2 θα βοηθήσει να γίνει αυτό το σενάριο πιο ασφαλές για όλους. Προς το παρόν, υπάρχει ακόμη πολύ έρευνα που πρέπει να γίνει στην επιχειρηματική πλευρά αυτής της προσπάθειας. Συνεπώς, είναι σοφό να παρακολουθείτε αυτήν την ανάπτυξη και πώς θα μπορούσε να εφαρμοστεί στα επόμενα χρόνια.

Μάθετε για άλλα ενδιαφέροντα έργα μεταφορών εδώ.

(MBG.DE )