Forbedring av ELBIL-sikkerhet med TiO2-basert maling

LiDAR er en avgjørende komponent i dagens autonome kjøretøy ettersom den brukes til å lage 3D‑kart over omgivelsene. Til tross for nylige fremskritt i LiDAR‑sensorkapasiteter, har den fortsatt problemer med å oppdage lysabsorberende materialer som svært svarte gjenstander. En nylig studie publisert i ACS Applied Materials (AMAT ) & Interfaces viser hvordan TiO2‑basert maling kan bidra til å løse disse problemene. Her er alt du trenger å vite.

Hva er LiDAR?

For å forstå hvorfor du trenger svært reflekterende svart maling, må du først lære om LiDAR og dens mange bruksområder. LiDAR er en reflekterende lysbasert sensor som med høy presisjon kan bestemme formen og avstanden til objekter. Disse systemene fungerer som sonar ved at de sender ut et signal som reflekteres tilbake. Hastigheten signalet returnerer med kan brukes til å beskrive tid eller miljø.

Kilde – Acroname LiDAR sensor

LiDAR bruker små lysimpulser i stedet for lyd. Denne strukturen gir den høyere nøyaktighet i mange situasjoner. I dag er LiDAR en essensiell komponent i mange automatiserte enheter. Denne teknologien har forbedret seg betydelig de siste fem årene, med AI‑integrasjon som driver smartere systemer.

Svært reflekterende svart maling

Svært reflekterende svart maling kan lett påføres gjenstander for å sikre at den voksende flåten av autonome kjøretøy kan se dem tydelig. Denne utviklingen kan virke ubetydelig, men når du innser at det anslås å være 2 531 206 batteri‑ og plug‑in‑hybrider på veiene i dag, blir det klart hvorfor det er viktig at disse kjøretøyene ikke krasjer inn i samfunnet. Analytikere forutsier at det vil være +26.4M elbiler på USAs motorveier innen 2030.

Bruk av TiO2‑basert maling kan bidra til å redde millioner av liv i fremtiden. Med dette i bakhodet startet en gruppe innovative ingeniører ledet av Chang‑Min Yoon et oppdrag om å lage en super LiDAR‑reflekterende svart maling som er lett å påføre, holdbar og termisk motstandsdyktig. Resultatene av deres forskning er en ny TiO2‑basert maling og en produksjonsmetode som enkelt kan dupliseres og påføres til minimale kostnader.

Hvordan TiO2-basert (titaniumdioksid) maling lages

Fremstillingsprosessen for TiO2‑basert maling skiller seg fra tradisjonell maling, hvor pigmenter blandes med harpiks, løsemiddel og tilsetningsstoffer for å lage en påførbar belegg. For å lage TiO2‑basert maling bestemte forskerne seg for å ta en ny tilnærming. De fullførte etsingsstegene i prosessen før reduksjonen.

Det første steget var å lage tynne plater med hul svart TiO2 (HL/BT). For å gjennomføre dette la de et tynt lag av titaniumdioksid (TiO2) på små mikroskopiske glassflak. Deretter ble hydrofluorsyre brukt til å etse bort glasset. Denne metoden, kalt sol‑gel, etterlater høyt reflekterende TiO2‑rester.

Forskerne ønsket å ta skapelsen enda videre. De konkluderte med at en NaBH4‑reduksjon kunne påvirke oksidasjonstilstanden. Deretter blandet de materialet med lakk, og skapte en lett påførbar, høyt reflekterende svart maling før de gikk inn i testfasen.

Resultater

Den endelige malingen viste en tykkelse på 140 nm (HL/BT140). Denne tykkelsen er nødvendig fordi malingen må påføres ujevne og merkelige former. Testing av malingenes svarthet viste en svarthet (L*) på 13,3. Dette er sammenlignbart med vanlig svart maling.

Den samme testen viste en høy NIR‑refleksjon på 23,6 % ved en bølgelengde på 905 nm. Disse resultatene overgikk forskernes forventninger og har vekket oppsikt i sektoren for autonome kjøretøy. Denne økte bevisstheten bør hjelpe forskerne med å finne ytterligere finansiering.

Testing av TiO2-basert maling

Teamet satte seg fore å bevise at deres skapelse var LiDAR‑vennlig ved å bruke to ulike typer LiDAR‑sensorer som brukes i dag, 360‑roterende og speilbaserte. Disse sensorene finnes på alt fra selvkjørende biler til robotstøvsugere til militære droner. Derfor er det stor etterspørsel etter å forbedre denne teknologien til så lav kostnad som mulig.

Testfasen deres trengte ikke å vare lenge, da LiDAR enkelt gjenkjente den TiO2‑baserte malingen konsekvent, selv i mørke og visuelt utfordrende scenarier. Forskerne testet malingen under ugunstige vær‑lignende forhold og i total mørke for å sikre at resultatene var nøyaktige. De konkluderte med at den nye malingen var den optimale løsningen for å forhindre kollisjoner i autonome kjøretøy.

Reelle anvendelser i verden

Autonome kjøretøy er her, og TiO2‑basert maling kan bidra til å redde liv. Denne typen maling kan brukes for å sikre at kjøretøyet fungerer som lovet, selv under dårlige siktforhold. Du kan se titaniumdioksid‑maling brukt til å merke skoleområder, skilt, kjøretøy, kjørefelt og mye mer. Interessant nok vil den fremstå som vanlig svart maling for passasjerene, men for ditt autonome kjøretøy vil den skinne så sterkt som mulig. Denne tilnærmingen gir pålitelige og kostnadseffektive resultater som kan implementeres umiddelbart.

Viktige fremskritt innen bilsikkerhet

Innføringen av svært reflekterende svart maling kan redde millioner av liv i fremtiden. Slike innovative konsepter har bidratt til at det å kjøre i din favorittbil går fra å være farlig til å bli en svært sikker aktivitet. Her er noen andre spennende innovasjoner som forandret bilverdenen for alltid.

Volvo introduserer 3‑punkt sikkerhetsbelte – 1959

Man må gi kudos til de modige førerne før 1960‑årene. Disse sjåførene kjørte rundt i sine tunge stålkjøretøy med kun korsbelter. Denne typen belte kontrollerte ikke overkroppen. Derfor var det vanlig at folk fikk hode‑ og overkropps‑skader mens de hadde på seg sikkerhetsbelte.

Volvo‑ingeniør Nils Bohlin endret alt med innføringen av 3‑punkt sikkerhetsbelte i 1959. Volvo Amazon (AMZN ) og Volvo PV544 var de første to bilene som fikk denne revolusjonerende teknologien som holdt både over‑ og underkroppen fast. Merk at sikkerhetsbelter i dag er standard i alle kjøretøy, og med god grunn. De har reddet millioner av liv og kan regnes som en av oppfinnelsene som har hjulpet flest mennesker de siste 100 årene.

Selv om Volvo er et børsnotert selskap, er det primært notert på Nasdaq Stockholm‑børsen i Sverige. I USA kan Volvo‑aksjer handles gjennom American Depositary Receipts (ADRs) under OTC‑tickeret ‘VLVLY’.

General Motors introduserer luftposer – 1973

GM Prisdiagram

General Motors (GM ) var foran kurven da de introduserte de første luftposene i 1973. Oldsmobile Toronado var det første kjøretøyet som tilbød denne revolusjonerende sikkerhetsenheten til publikum. På den tiden ble den eksperimentelle sikkerhetsfunksjonen kalt “Air Cushion Restraint System“.

Den første serien med luftposer ga ingen betydelig markedrespons. GM bemerket at forbrukerne ikke var motiverte. Forbrukerne satte pris på den ekstra sikkerheten, men innså ikke hvor mye de fikk før rapportene kom tilbake år senere. Derfor avbrøt GM luftposer i sine biler bare fire år senere, i 1977.

Da tallene viste de livredende effektene av oppfinnelsen, økte etterspørselen. Det var imidlertid ikke før i 1988 at den amerikanske regjeringen endelig gjorde luftposer obligatoriske for forsetepassasjerer. I dag er luftposer standard på alle nye kjøretøy. Disse oppblåsbare enhetene har reddet utallige liv og er fortsatt et av de viktigste sikkerhetssystemene som beskytter deg og dine kjære under transport.

Mercedes Benz introduserer ABS – 1978

En annen viktig sikkerhetsoppgradering som bidro til å holde folk tryggere på motorveiene, var innføringen av ABS‑bremsesystemer i 1978. Den første ABS var på Mercedes‑Benz S‑Class W116. Dette eksklusive kjøretøyet hadde en rekke luksus‑ og sikkerhetsalternativer for sin tid. (MBG.DE )

ABS var revolusjonerende fordi det hindret rattet i å låse seg under kraftig nedbremsing. ABS overvåker hjullåsing, frigjør og aktiverer bremsen raskt for å forhindre tap av styring. Etter mange år med grundig forskning klarte Mercedes å introdusere det første firehjuls multi‑kanal anti‑lås bremsesystemet. Raskt frem til i dag er det standard på alle kjøretøy på veien.

Akkurat som Volvo er Mercedes Benz et børsnotert selskap primært notert på en europeisk børs – Frankfurt‑børsen i Tyskland. Aksjene kan også handles som ADRs over‑the‑counter under tickeret ‘MBGYY’.

Fremtiden for bilsikkerhet

Sikkerhetsfremskritt fortsetter å endre måten folk pendler på. Dagens standardfunksjoner inkluderer flere luftposer, sikkerhetsbelter, kollisjonsforebyggende systemer og mer. Alle disse oppfinnelsene arbeider sammen for å skape det tryggeste miljøet mulig. Innføringen av smarte kjøretøy legger til et ekstra lag med sikkerhetsforbedringer i ligningen.

Mange tror at veiene snart vil være helt uten menneskelige sjåfører. De har lagt merke til at epoken med autonome og AI‑styrte kjøretøy nærmer seg raskt. Dermed kan sikkerheten økes med en enkel programvareoppdatering, endring av maling eller oppgradering av sensorer i stedet for å lage nye dekk eller sikkerhetsbelter.

TiO2-basert maling – en autonom sikkerhetsoppgradering alle trenger

Selvkjørende kjøretøy er her for å bli av mange grunner. De har potensial til å forbedre sikkerheten, redusere kostnader og gjøre hverdagen enklere for millioner. Innføringen av TiO2‑basert maling vil bidra til å gjøre dette scenarioet tryggere for alle. Foreløpig gjenstår det fortsatt mye forskning på forretningssiden av dette prosjektet. Derfor er det klokt å holde øye med denne utviklingen og hvordan den kan implementeres i de kommende årene.

Lær om andre spennende transportprosjekter her.