TiO2ベース塗料でEV安全性を向上させる

LiDARは、今日の自律走行車にとって重要なコンポーネントであり、環境の3Dマップを作成するために使用されます。LiDARのセンシング能力は最近向上していますが、非常に黒い物体のような光を吸収する素材の検知には依然として課題があります。ACS Applied Materials (AMAT ) & Interfacesに掲載された研究は、TiO2ベースの塗料がこれらの問題を解決できる可能性を示しています。以下に必要な情報をすべてまとめました。

LiDARとは何か？

高反射性黒塗料が必要な理由を理解するには、まずLiDARとその多様な用途について学ぶ必要があります。LiDARは反射光を利用したセンサーで、物体の形状や距離を高精度で測定できます。このシステムはソナーと同様に、信号を発射しそれが跳ね返ってくるのを利用します。信号が戻ってくる速度から時間や環境を把握することができます。

ソース – Acroname LiDAR センサー

高反射性黒塗料

高反射性黒塗料は、アイテムに簡単に塗布でき、自律走行車の増加する車両群がそれらをはっきりと認識できるようにします。この進歩は一見大したことのように思えませんが、現在道路上に約2,531,206台のバッテリー電動車とプラグインハイブリッドが走っていることを考えると、これらの車両がコミュニティに衝突しないようにする重要性が分かります。特に、アナリストは2030年までに米国高速道路上に2,640万台以上のEVが存在すると予測しています。
TiO2ベースの塗料を使用することで、将来的に何百万もの命を救える可能性があります。この事実を認識し、Chang‑Min Yoon率いる革新的なエンジニアチームは、簡単に適用でき、耐久性があり、熱に強い超高反射性黒塗料の開発に取り組みました。彼らの研究成果は、低コストで容易に複製・適用できる新しいTiO2ベース塗料とその製造方法です。

TiO2（二酸化チタン）ベース塗料の製造方法

TiO2ベース塗料の製造プロセスは、従来の塗料が顔料を樹脂、溶剤、添加剤と混合して塗布可能なコーティングを作るのとは異なります。TiO2ベース塗料を作るために、研究者は新たなアプローチを採用しました。彼らは還元工程の前にエッチング工程を完了させました。

最初のステップは、空洞黒TiO2（HL/BT）を用いた薄板を作ることでした。この作業を行うために、研究者は微小なガラス破片に薄い二酸化チタン（TiO2）層を付着させました。その後、フッ化水素酸を用いてガラスをエッチングしました。この手法はソル‑ゲル法と呼ばれ、高反射性TiO2残留物を残します。

研究者はさらに創造を進めようと考え、NaBH4還元が酸化状態に影響を与える可能性があると結論付けました。その後、材料をニスと混合し、テスト段階に入る前に簡単に塗布できる高反射性黒塗料を作製しました。

結果

最終的な塗料は厚さ140nm（HL/BT140）であることが判明しました。この厚さは、塗料が不均一で奇形の表面に適用される必要があるために求められます。塗料の黒度（L*）は13.3で、一般的な黒塗料と同等です。
同じテストで、905nmの波長において23.6%の高いNIR反射率が示されました。これらの結果は研究者の期待を上回り、自律走行車業界で注目を集めました。この認知の高まりは、研究者が追加資金を獲得するのに役立つでしょう。

TiO2ベース塗料のテスト

チームは、現在使用されている2種類のLiDARセンサー、360度回転型とミラー型を用いて、彼らの創造物がLiDARに適合していることを証明しようとしました。これらのセンサーは自動運転車からロボット掃除機、軍用ドローンまで幅広く使用されています。そのため、できるだけ低コストでこの技術を向上させる需要が高まっています。
テスト段階は長く続く必要はなく、LiDARは暗闇や視覚的に困難なシナリオでもTiO2ベース塗料を一貫して認識しました。研究者は、悪天候に似た条件や完全な暗闇でも塗料をテストし、結果の正確性を確認しました。彼らは新しい塗料が自律走行車の衝突防止に最適なソリューションであると結論付けました。

実世界での応用例

自律走行車はすでに実用化されており、TiO2ベース塗料は命を救う助けとなります。このタイプの塗料は、視界不良の条件下でも車両が期待通りに機能することを保証します。例えば、二酸化チタン塗料は学校区域、標識、車両、車線などのマーキングに使用される可能性があります。興味深いことに、乗客には通常の黒塗料と同じように見えますが、自律走行車にとっては可能な限り明るく光ります。このアプローチは、信頼性が高く低コストで、すぐに実装可能です。

自動車安全の重要な進歩

高反射性黒塗料の導入は将来的に何百万もの命を救う可能性があります。このような革新的な概念は、好きな車に乗ることを危険から非常に安全な活動へと変える手助けをしてきました。以下は自動車業界を永遠に変えたその他のクールなイノベーションです。

Volvo、3点式シートベルトを導入 – 1959年

1960年代以前の勇敢な乗員に敬意を表さねばなりません。当時のドライバーは、重いスチール製の車両に乗り、ラップベルトだけしか装着していませんでした。このタイプのベルトでは上半身を固定できませんでした。その結果、シートベルトを装着していても頭部や上半身の怪我を負うことが一般的でした。

Volvoのエンジニア、Nils Bohlinは1959年に3点式シートベルトを導入し、すべてを変えました。Volvo Amazon (AMZN ) とVolvo PV544は、この革命的な技術を採用した最初の2車種で、上半身と下半身の両方を固定しました。現在、シートベルトはすべての車両で標準装備となっており、重要な理由があります。シートベルトは何百万人もの命を救い、過去100年間で最も多くの人々を助けた発明の一つとされています。

Volvoは上場企業で、主にスウェーデンのナスダック・ストックホルム証券取引所に上場しています。米国では、Volvo株は米国預託証券（ADR）としてOTCティッカー「VLVLY」で取引できます。

General Motors、エアバッグを導入 – 1973

GM 価格チャート

General Motors (GM ) は1973年に最初のエアバッグを導入し、時代の先を行きました。Oldsmobile Toronadoは、この革命的な安全装置を一般に提供した最初の車両でした。当時、この実験的な安全機能は「Air Cushion Restraint System（エアクッション拘束システム）」と呼ばれていました。

エアバッグの最初の導入は大きな市場反応を引き起こさず、GMは消費者の関心が低いことを指摘しました。消費者は追加の安全性を評価したものの、実際にどれだけの恩恵があるかは当時は認識していませんでした。その結果、GMは1977年にエアバッグを車両から撤廃しました。

その後、統計がこの発明の命を救う効果を示すと、需要が急増しました。しかし、米国政府が前部座席用エアバッグを義務化したのは1988年になってからでした。現在、エアバッグはすべての新車に標準装備されており、この膨張式装置は無数の命を救い、移動中の安全を守る主要なシステムの一つとなっています。

Mercedes Benz、ABSを導入 – 1978年

もう一つの重要な安全向上は、1978年にABSブレーキシステムが導入されたことです。最初のABSはMercedes‑Benz S‑Class W116に搭載されました。この高級車は当時、数多くの独占的なラグジュアリーと安全オプションを備えていました。

ABSは、激しいブレーキ時にハンドルがロックするのを防ぐことで革命的でした。ABSは車輪のロックを検知し、ブレーキを迅速に解除・再適用してハンドル操作を維持します。長年にわたる綿密な研究の結果、Mercedesは初の4輪マルチチャンネル・アンチロックブレーキシステムを導入できました。現在では、すべての道路車両に標準装備されています。

Volvoと同様に、Mercedes Benzも上場企業で、主にドイツのフランクフルト証券取引所に上場しています。その株式はOTCティッカー「MBGYY」のADRとしても取引可能です。

自動車安全の未来

安全技術の進歩は、人々の通勤方法を変え続けています。現在の標準装備には、複数のエアバッグ、安全ベルト、衝突回避システムなどが含まれ、これらすべてが最も安全な環境を実現するために連携しています。スマート車両の導入は、さらに安全性を高める層を加えています。
多くの人は、近い将来道路から人間ドライバーが姿を消すと考えています。自律走行車とAI制御車両の時代が急速に近づいていることに気付いています。その結果、ソフトウェアのアップデートや塗装の変更、センサーのアップグレードだけで安全性が向上し、タイヤやシートベルトを新たに開発する必要がなくなる可能性があります。

TiO2ベース塗料 – すべての人が必要とする自律安全アップグレード

自律走行車は多くの理由から今後も存在し続けます。安全性の向上、コスト削減、そして何百万人もの日常生活を楽にする可能性があります。TiO2ベース塗料の導入は、すべての人にとってそのシナリオをより安全にする手助けとなります。現在、このベンチャーのビジネス面での研究はまだ多く残されています。そのため、今後数年でどのように実装されるかを注視することが賢明です。

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