El material de las lentes autorregenerables puede prevenir accidentes de tráfico en vehículos autónomos

La tecnología de vehículos autónomos aún está lejos de ser generalizada. La gente todavía se muestra escéptica sobre la seguridad de una nueva tecnología como un automóvil autónomo en la vía pública.

Ahora, un equipo de investigación del Instituto de Investigación de Tecnología Química de Corea ha desarrollado un material que cura los arañazos en el sensor de un vehículo autónomo. El material de la lente autorreparable puede evitar accidentes debido a la distorsión de la señal al restaurar los rayones en la superficie del sensor del automóvil autónomo.

En muchos dispositivos ópticos cotidianos, como cámaras, teléfonos celulares y anteojos, una lente es una herramienta que recolecta o dispersa la luz. Sin embargo, si la superficie de la lente está dañada por un rasguño, la imagen o la señal óptica recibida por el dispositivo óptico puede distorsionarse gravemente.

En varias ocasiones se han producido accidentes de tráfico causados ​​por errores de reconocimiento y mal funcionamiento de los sistemas de visión, como los sensores LiDAR y los sensores de imagen de los vehículos autónomos. Como resultado, la confianza en la seguridad de los automóviles autónomos es bastante baja, según una encuesta de la Asociación Estadounidense del Automóvil de 2023.

El equipo de investigación desarrolló un material de lente transparente que puede eliminar los rayones en la superficie del sensor en 60 segundos cuando se irradia luz solar enfocada usando una herramienta simple como una lupa.

Los materiales flexibles son generalmente ventajosos para garantizar un excelente rendimiento de autorreparación. Sin embargo, las lentes o los materiales de revestimiento protector están hechos de materiales duros y, por lo tanto, es muy difícil impartir una función de autorreparación. Como solución, los investigadores combinaron una estructura de tiouretano, que ya se usa como material para lentes, y un tinte fototérmico transparente para diseñar un «enlace químico dinámico» en el que los polímeros repiten el desmontaje y la recombinación bajo la radiación solar.

El tinte fototérmico orgánico transparente desarrollado puede absorber selectivamente la luz de una longitud de onda del infrarrojo cercano específica (850-1050 nm) sin interferir con la región de luz visible (350-850 nm) utilizada para los sensores de imagen y la región del infrarrojo cercano (alrededor de 1550 nm) utilizado para sensores LiDAR.

Cuando los colorantes fototérmicos absorben la luz solar, la temperatura de la superficie del material de la lente revelada aumenta a medida que la energía luminosa se convierte en energía térmica. El aumento de la temperatura de la superficie permite que un rasguño en la superficie se repare por sí mismo al repetir la disociación y la recombinación de los enlaces químicos en la estructura de poliuretano.

Los investigadores afirman que el material de la lente desarrollado mostró una autocuración perfecta incluso cuando los rasguños se cruzan y ofrece una excelente resiliencia, manteniendo una eficiencia de autocuración del 100 % a pesar de que el proceso de rascado y curación en el mismo lugar se repite más de cinco veces.

“Esta tecnología es una tecnología de plataforma que sintetiza materiales de lentes autorregenerables utilizando un material polimérico económico de alta refracción y un tinte fototérmico. Se espera que sea ampliamente utilizado en diversas aplicaciones, como sensores de vehículos autónomos, así como gafas y cámaras”. ha dicho Dr. Lee Young Kuk, presidente de KRICT.

Referencia de la revista:

1. Ji-Eun Jeong, Jae-Won Lee, Mi Ju Bae, Hyoung Eun Bae, Eunjeong Seo, Seulchan Lee, JungYeop Shin, Sang-Ho Lee, Yu Jin Jung, Hyocheol Jung, Young Il Park, In Woo Cheong, Hak-Rin Kim y Jin Chul Kim. NIR activó un recubrimiento óptico protector autorregenerante de alta eficiencia para sistemas de visión. Materiales Aplicados e Interfaces ACS, 2023; YO: 10.1021/acsami.2c21058