» Новый материал может помочь внедрению автономных транспортных средств
21.06.2018 16:20

Новый материал может помочь внедрению автономных транспортных средств

Источник перевод для gearmix ()

Одной из главных задач для автономных транспортных средств является обнаружение и локация объектов движения в любых погодных условиях — даже сквозь густой туман. По сравнению с существующими камерами, работающими в видимой части спектра, инфракрасные камеры могут обеспечить гораздо лучшую видимость в условиях тумана, задымлённости или запылённости, частицы которых могут рассеивать видимый свет.

Инфракрасный свет в определённом диапазоне — называемым дальним инфракрасным излучением — рассеивается гораздо меньше по сравнению с другими видимыми или другими инфракрасными волнами. К тому же инфракрасные камеры также способны гораздо более эффективно видеть в темноте. Однако в настоящее время массовое производство инфракрасных камер ограничивается их высокой стоимостью и дефицитом эффективных материалов.

Новый материал, разработанный учёными в Инженерном институте Университета Южной калифорнии (USC) и Университета Висконсина (UW), при сотрудничестве с учёными из Исследовательских лабораторий ВВС, Университета Миссури (UM) и компании Woollam Co. Inc, обещает широкое применение технологии инфракрасного обнаружения как в автономных транспортных средствах, так и аварийно-спасательными службами.

Исследовательская группа из USC в Витерби, возглавляемая Джавакатом Равичандраном, доцентом кафедры материаловедения, изучала новый класс материалов под названием халькогениды перовскитов. Среди этих материалов — сульфид титаната бария (BTS) — материал, заново синтезированный в крупной кристаллической форме кандидатом в докторанты Шань Юань Ню из параллельной кафедры того же университета.

Подпись к изображению: Взаимодействие света с кристаллом BaTiS3

Исследуя оптические свойства этого материала, учёные обнаружили, что он обладает уникальной характеристикой в области длинноволнового инфракрасного света — двулучевой анизотропией. Проще говоря, такую анизотропию можно рассматривать как распространение света на разных скоростях в разных направлениях в материале. Как и солнцезащитные очки с поляризованными стёклами, кристаллы BTS блокируют или затрудняют прохождение света в зависимости от направления, в котором он перемещается в материале. Исследователи утверждают, что их материал имеет самую высокую двулучевую анизотропию среди известных кристаллов.

Материал BTS может использоваться для улучшения систем инфракрасного зрения, используемого в автономных транспортных средствах, которые должны видеть весь ландшафт вокруг них даже в условиях ограниченной видимости.

Подобные материалы, чувствительные к инфракрасному излучению, могут расширить восприятие человека. Одним из возможных приложений может быть создание инструментов визуализации, используемых пожарными для создания мгновенной карты температуры горящего здания — для оценки того, откуда распространяется пожар, и где экстренным службам необходимо в первую очередь вызволять людей из огненного плена.

В настоящее время стоимость инфракрасной техники делает её слишком дорогой для оборудования всех пожарных машин. BTS-материал, производимый из широко распространённых элементов земной коры, может сделать инфракрасное оборудование более доступным и эффективным. Кроме того, все исходные материалы более безопасны в производстве и при использовании для окружающей среды, а также проще утилизируются, чем применяемые в настоящее время материалы, которые содержат опасные элементы, такие как ртуть и кадмий.

Эти материалы также могут быть полезны в устройствах, которые анализируют вредные вещества, газы и даже биологические системы.

Исследование BTS описано в статье, представленной изданием Nature Photonics.



ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ


© Gearmix 2013
Права на опубликованный перевод принадлежат владельцам вебсайта gearmix.ru
Все графические изображения, использованные при оформлении статьи принадлежат их владельцам. Знак охраны авторского права распространяется только на текст статьи.
Использование материалов сайта без активной индексируемой ссылки на источник запрещено.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *