Améliorer la sécurité des véhicules électriques avec une peinture à base de TiO2

Le LiDAR est un composant essentiel des véhicules autonomes actuels, car il permet de créer des cartes 3D de l'environnement. Malgré les progrès récents en matière de détection LiDAR, il peine encore à détecter les matériaux absorbant la lumière, comme les objets très noirs. Une étude récente étude Une étude publiée dans ACS Applied Materials & Interfaces démontre comment la peinture à base de TiO2 pourrait contribuer à résoudre ces problèmes. Voici tout ce que vous devez savoir.

Qu'est-ce que LiDAR?

Pour comprendre pourquoi vous avez besoin d’une peinture noire hautement réfléchissante, vous devez d’abord vous renseigner sur le LiDAR et ses nombreuses utilisations. Le LiDAR est un capteur basé sur la lumière réfléchissante qui peut déterminer avec une grande précision la forme et la distance des objets. Ces systèmes fonctionnent comme un sonar dans la mesure où ils envoient un signal qui est renvoyé. La vitesse à laquelle le signal revient peut être utilisée pour décrire l’heure ou l’environnement.

Source – Capteur LiDAR Acroname

Le LiDAR utilise de minuscules impulsions lumineuses plutôt que du son. Cette structure lui confère plus de précision dans de nombreuses circonstances. Aujourd’hui, le LiDAR est un composant essentiel de nombreux appareils automatisés. Cette technologie s’est considérablement améliorée au cours des cinq dernières années grâce à l’intégration de l’IA qui conduit à des systèmes plus intelligents.

Peinture noire hautement réfléchissante

La peinture noire hautement réfléchissante peut être facilement répandue sur les objets afin de garantir que la flotte croissante de véhicules autonomes puisse les voir clairement. Cette avancée ne semble peut-être pas très grave, mais lorsque vous réalisez qu'il y a environ 2,531,206 26.4 2030 hybrides rechargeables et à batterie sur les routes aujourd'hui, vous comprenez pourquoi il est important de ne pas laisser ces véhicules s'écraser dans la communauté. Les analystes prévoient notamment qu’il y aura +XNUMX millions de véhicules électriques sur les autoroutes américaines d’ici XNUMX.

L’utilisation de peintures à base de TiO2 pourrait contribuer à sauver des millions de vies dans le futur. Conscient de ce fait, un groupe d'ingénieurs innovants dirigé par Chang-Min Yoon s'est lancé dans la mission de créer une peinture noire réfléchissante super LiDAR, facile à appliquer, durable et résistante à la chaleur. Le résultat de leurs recherches est une nouvelle méthode de peinture et de création à base de TiO2 qui peut être facilement dupliquée et appliquée à des coûts minimes.

Comment est fabriquée la peinture à base de TiO2 (dioxyde de titane)

Le processus de fabrication de la peinture à base de TiO2 diffère de la peinture traditionnelle dans laquelle les pigments sont mélangés à de la résine, du solvant et des additifs pour créer un revêtement étalable. Pour créer une peinture à base de TiO2, les chercheurs ont décidé d'adopter une nouvelle approche. Ils ont terminé les étapes de gravure du processus avant la réduction.

La première étape consistait à fabriquer des plaques minces avec du TiO2 noir creux (HL/BT). Pour accomplir cette tâche, ils ont ajouté une fine couche de dioxyde de titane (TiO2) sur de petits éclats de verre microscopiques. Ensuite, de l’acide fluorhydrique a été utilisé pour graver le verre. Cette méthode, appelée sol-gel, laisse des résidus de TiO2 hautement réfléchissants.

Les chercheurs voulaient aller encore plus loin dans leur création. Ils ont conclu qu’une réduction de NaBH4 pourrait affecter l’état d’oxydation. Ils ont ensuite mélangé le matériau avec du vernis, créant une peinture noire facilement étalable et hautement réfléchissante avant d'entrer dans la phase de test.

Résultats

La peinture finale s'est avérée avoir une épaisseur de 140 nm (HL/BT140). Cette épaisseur est nécessaire car la peinture doit être appliquée sur des surfaces inégales et de forme irrégulière. Le test de noirceur de la peinture a montré une noirceur (L*) de 13.3. Ceci est comparable à la peinture noire ordinaire.

Les mêmes tests ont montré une réflectance NIR élevée de 23.6 % à une longueur d'onde de 905 nm. Ces résultats ont dépassé les attentes des chercheurs et ont suscité l'intérêt du secteur des véhicules autonomes. Cette prise de conscience devrait aider les chercheurs à trouver des financements supplémentaires.

Test de peinture à base de TiO2

L'équipe a décidé de prouver que sa création était compatible avec le LiDAR en utilisant deux types différents de capteurs LiDAR utilisés aujourd'hui, rotatifs à 360° et basés sur des miroirs. Ces capteurs peuvent être trouvés sur tout, des voitures autonomes aux robots aspirateurs en passant par les drones militaires. Il existe donc une forte demande pour améliorer cette technologie au moindre coût possible.

Leur phase de test n'a pas eu besoin de durer longtemps puisque le LiDAR a facilement reconnu la peinture à base de TiO2 de manière cohérente, même dans des scénarios sombres et visuellement difficiles. Les chercheurs ont testé la peinture dans des conditions météorologiques défavorables et dans l’obscurité totale pour garantir l’exactitude de leurs résultats. Ils ont conclu que leur nouvelle peinture était la solution optimale pour prévenir les collisions avec les véhicules autonomes.

Applications du monde réel

Les véhicules autonomes existent et les peintures à base de TiO2 pourraient contribuer à sauver des vies. Ce style de peinture peut être utilisé pour garantir que le véhicule fonctionne comme promis, même dans des conditions de mauvaise visibilité. Vous pouviez voir de la peinture au dioxyde de titane utilisée pour marquer les zones scolaires, les panneaux, les véhicules, les voies et bien plus encore. Fait intéressant, cela ressemblera à de la peinture noire ordinaire pour les passagers, mais pour votre véhicule autonome, elle brillera aussi fort que possible. Cette approche fournit des résultats fiables et peu coûteux qui peuvent être mis en œuvre immédiatement.

Principaux progrès en matière de sécurité automobile

L’introduction d’une peinture noire hautement réfléchissante pourrait sauver des millions de vies à l’avenir. Ses concepts innovants comme celui-ci ont contribué à faire passer la conduite de votre voiture préférée d'une activité dangereuse à une activité très sûre. Voici quelques autres innovations intéressantes qui ont changé le monde automobile pour toujours.

Volvo présente la ceinture de sécurité à 3 points – 1959

Il faut le remettre à ces courageux cavaliers d'avant les années 1960. Ces conducteurs se déplaçaient dans leurs lourds véhicules en acier avec uniquement des ceintures abdominales. Ce type de ceinture ne contrôlerait pas le haut de votre torse. Il était donc fréquent que des personnes subissent des blessures à la tête et au haut du corps lorsqu’elles portaient la ceinture de sécurité.

L'ingénieur Volvo Nils Bohlin a tout changé avec l'introduction de la ceinture de sécurité à 3 points en 1959. La Volvo Amazon et la Volvo PV544 ont été les deux premières voitures à lancer cette technologie révolutionnaire qui maintenait votre moitié supérieure et inférieure retenue. Notamment, les ceintures de sécurité sont aujourd’hui la norme dans tous les véhicules, et pour de bonnes raisons. Ils ont sauvé des millions de vies et peuvent être considérés comme l’une des inventions ayant aidé le plus de personnes au cours des 100 dernières années.

Bien que Volvo soit une entreprise cotée en bourse, elle est principalement cotée au Nasdaq de Stockholm, en Suède. Aux États-Unis, les actions Volvo peuvent être négociées via des American Depositary Receipts (ADR) sous le symbole OTC « VLVLY ».

General Motors présente les airbags – 1973

(GM )

General Motors était en avance lorsqu'elle a introduit les premiers airbags en 1973. L'Oldsmobile Toronado a été le premier véhicule à offrir au public ce dispositif de sécurité révolutionnaire. À cette époque, le dispositif de sécurité expérimental était appelé « Système de retenue à coussin d'air. »

La première vague d'airbags n'a pas suscité de réaction majeure du marché. GM a constaté que les consommateurs n'étaient pas motivés. Ils appréciaient la sécurité accrue, mais n'ont réalisé l'ampleur de ce gain que des années plus tard, lorsque les rapports sont revenus. GM a donc supprimé les airbags de ses véhicules quatre ans plus tard, en 4.

Une fois que les chiffres ont révélé les effets salvateurs de l’invention, la demande a augmenté. Cependant, ce n'est qu'en 1988 que le gouvernement américain a finalement rendu obligatoires les airbags pour les passagers avant. Aujourd’hui, les airbags sont de série sur tous les véhicules neufs. Ces dispositifs gonflables ont sauvé d'innombrables vies et restent l'un des principaux systèmes de sécurité qui vous protègent, vous et vos proches, lors du transport.

Mercedes Benz présente l'ABS – 1978

Une autre amélioration majeure en matière de sécurité qui a contribué à assurer la sécurité des personnes sur les autoroutes a été l'introduction des systèmes de freinage ABS en 1978. Le premier ABS était présent sur la Mercedes-Benz Classe S W116. Ce véhicule haut de gamme présentait une multitude d'options de luxe et de sécurité exclusives pour l'époque.

L'ABS était révolutionnaire car il empêchait le blocage du volant lors des freinages brusques. L'ABS surveille le blocage des roues et déclenche et actionne rapidement le frein pour éviter tout manque de direction. Après de nombreuses années de recherche minutieuse, Mercedes a pu introduire le premier système de freinage antiblocage multicanal aux quatre roues. Aujourd'hui, il est de série sur tous les véhicules.

Tout comme Volvo, Mercedes-Benz est une société cotée en bourse, principalement sur une place boursière européenne, la Bourse de Francfort en Allemagne. Ses actions sont également accessibles de gré à gré sous forme d'ADR (ADRs) sous le symbole « MBGYY ».

L'avenir de la sécurité automobile

Les progrès en matière de sécurité continuent de transformer les modes de déplacement. Aujourd'hui, les équipements de série incluent plusieurs airbags, ceintures de sécurité, systèmes anticollision, etc. Toutes ces innovations fonctionnent de concert pour créer l'environnement le plus sûr possible. L'arrivée des véhicules intelligents ajoute une couche supplémentaire de sécurité à l'équation.

Beaucoup pensent que les routes seront bientôt dépourvues de conducteurs humains. Ils ont remarqué que l’ère des véhicules autonomes et contrôlés par l’IA approche à grands pas. Par conséquent, la sécurité pourrait être améliorée par une simple mise à jour logicielle, un changement de peinture ou une mise à niveau des capteurs plutôt que de créer de nouveaux pneus ou de nouvelles ceintures de sécurité.

Peinture à base de TiO2 – Une mise à niveau de sécurité autonome dont tout le monde a besoin

Les véhicules autonomes sont là pour durer, et ce pour de nombreuses raisons. Ils ont le potentiel d'améliorer la sécurité, de réduire les coûts et de simplifier le quotidien de millions de personnes. L'introduction de la peinture à base de TiO2 contribuera à rendre ce scénario plus sûr pour tous. Pour l'instant, de nombreuses recherches restent à mener sur le plan commercial. Il est donc judicieux de suivre cette évolution et ses perspectives de mise en œuvre dans les années à venir.

Découvrez d’autres projets de transport sympas ici.