[Imagem: Suk Jekal et al. - 10.1021/acsami.4c00470]
Tinta preta para maior visibilidade
Dirigir à noite pode ser assustador para um motorista novato, mas algumas horas de prática eliminarão qualquer vestígio de medo. Para os carros autônomos, no entanto, a prática não é uma solução porque os sensores LiDAR (radares de luz), que servem como "olhos" desses veículos, têm dificuldades intrínsecas em detectar objetos de cores escuras, e a noite só faz piorar as coisas.
Suk Jekal e colegas da Universidade Nacional Hanbat, na Coreia do Sul, acreditam ter a solução: Uma tinta preta extremamente reflexiva à luz emitida pelos radares de luz, facilitando sua visão dos objetos muito escuros.
A solução é muito mais barata do que tentar otimizar a melhoria dos aparelhos LiDAR - que a indústria e a academia vêm tentando fazer há tempos sem grandes sucessos -, além de ajudar os carros que já estão rodando sem que eles precisem de nenhuma atualização tecnológica.
O funcionamento de um LiDAR é similar à ecolocalização, com a diferença de que ele usa pulsos curtos de luz infravermelha próxima, em vez de ondas sonoras. Os pulsos de luz refletem nos objetos e voltam para o sensor, permitindo que o sistema mapeie o ambiente 3D em que se encontra. O problema é que superfícies pintadas de preto absorvem a maior parte da luz infravermelha próxima, de modo que os sinais nunca retornam na intensidade esperada.
Hoje, isso exige o uso de outros sensores ou de software para preencher as lacunas de informação, mas essas soluções não têm conseguido evitar acidentes em algumas situações, incluindo a tão comum presença de carros pretos na via.
Tinta preta altamente reflexiva
Em vez de reinventar os sensores LiDAR, a equipe trabalhou para tornar os objetos escuros mais fáceis de detectar com a tecnologia atual, desenvolvendo uma formulação especial de tinta preta altamente reflexiva para os comprimentos de onda dos radares de luz.
A formulação usa partículas de dióxido de titânio (TiO2) lixiviadas com ácido fluorídrico, o que gera partículas ocas altamente reflexivas, mas brancas. Depois de reduzido com borohidreto de sódio, o material se torna preto, sendo então misturado com verniz, permitindo que ele seja aplicado na forma de uma tinta.
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A equipe testou a nova tinta usando dois tipos de sensores LiDAR disponíveis comercialmente, um baseado em espelho e um sensor giratório de 360 graus, e comparando os resultados com os mesmos equipamentos tentando visualizar objetos pintados com uma tinta preta comum. Os dois sensores reconheceram facilmente os objetos pintados com a tinta especialmente formulada à base de TiO2, mas não detectaram os objetos pintados com a tinta tradicional.
"[Nossa tinta] fornece excelente espalhabilidade, durabilidade e estabilidade térmica em aplicações práticas de tinta em comparação com materiais do tipo esfera devido à maior área de contato com a superfície aplicada, tornando-o adequado para uso como pigmento preto inorgânico detectável por LiDAR em ambientes autônomos," escreveu a equipe.
Bibliografia:
Artigo: Designing Novel LiDAR-Detectable Plate-Type Materials: Synthesis, Chemistry, and Practical Application for Autonomous Working Environment
Autores: Suk Jekal, Zambaga Otgonbayar, Jungchul Noh, Minki Sa, Jiwon Kim, Chan-Gyo Kim, Yeon-Ryong Chu, Ha-Yeong Kim, Seulki Song, Hyuntae Choi, Won-Chun Oh, Chang-Min Yoon
Revista: Applied Materials & Interfaces
Vol.: 16, 15, 19121-19136
DOI: 10.1021/acsami.4c00470
