Vấn đề an toàn của xe tự lái đã nổi lên do tai nạn giao thông thường xuyên xảy ra. Một vật liệu thấu kính tự phục hồi có thể ngăn ngừa tai nạn ô tô xảy ra do biến dạng tín hiệu bằng cách chữa các vết trầy xước trên bề mặt cảm biến của ô tô tự lái đã được phát triển.
Nhóm nghiên cứu của Viện Nghiên cứu Công nghệ Hóa học Hàn Quốc (KRICT) do Tiến sĩ Kim Jin Chul, Park Young Il và Jeong Ji-Eun dẫn đầu cùng Giáo sư Kim Hak-Rin và Giáo sư Cheong In Woo tại Đại học Quốc gia Kyungpook (KNU) đã đã phát triển một loại vật liệu có thể chữa lành các vết trầy xước trên cảm biến của xe tự lái. Công trình được công bố trên tạp chí Vật liệu & Giao diện Ứng dụng ACS .
Khi vật liệu quang học tự phục hồi này được sử dụng trong cảm biến của xe tự hành, tuổi thọ của sản phẩm có thể tăng lên và có thể dự đoán được công nghệ tương lai có thể ngăn ngừa trục trặc do hư hỏng bề mặt.
MỘT kính là một công cụ thu thập hoặc phân tán ánh sáng và được sử dụng trong nhiều thiết bị quang học hàng ngày như máy ảnh, điện thoại di động và kính. Tuy nhiên, nếu bề mặt thấu kính bị trầy xước, hình ảnh hoặc tín hiệu quang học mà thiết bị quang học nhận được có thể bị biến dạng nghiêm trọng.
Gần đây, các vụ tai nạn giao thông do lỗi nhận dạng và trục trặc trong các hệ thống quan sát như cảm biến LiDAR và cảm biến hình ảnh của xe tự lái liên tục xảy ra. Do đó, niềm tin vào sự an toàn của xe tự lái là khá thấp.
Nhóm nghiên cứu chung KRICT-KNU đã phát triển một vật liệu thấu kính trong suốt có thể loại bỏ các vết trầy xước trên bề mặt cảm biến trong vòng 60 giây khi ánh sáng mặt trời được hội tụ bằng một công cụ đơn giản như kính lúp.
Bởi vì khả năng tự phục hồi thuận lợi khi chuyển động phân tử bên trong polyme tự do, nên các vật liệu dẻo thường mang lại hiệu suất tự phục hồi tuyệt vời. Tuy nhiên, thấu kính hoặc vật liệu lớp phủ bảo vệ được làm bằng vật liệu cứng và do đó rất khó thực hiện chức năng tự phục hồi. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu đã kết hợp cấu trúc thiourethane, vốn đã được sử dụng làm vật liệu thấu kính và thuốc nhuộm quang nhiệt trong suốt để thiết kế một "liên kết hóa học động", trong đó các polyme lặp lại quá trình phân tách và tái hợp dưới bức xạ của ánh sáng mặt trời.
Đặc biệt, thuốc nhuộm quang nhiệt hữu cơ trong suốt đã phát triển có thể hấp thụ có chọn lọc ánh sáng có bước sóng cận hồng ngoại cụ thể (850–1050 nm) mà không cản trở vùng ánh sáng khả kiến (350–850 nm) được sử dụng cho cảm biến hình ảnh và vùng cận hồng ngoại ( ~1550 nm) được sử dụng cho cảm biến LiDAR.
Khi ánh sáng mặt trời được hấp thụ bởi thuốc nhuộm quang nhiệt, nhiệt độ bề mặt của vật liệu thấu kính đã phát triển tăng lên khi năng lượng ánh sáng được chuyển thành năng lượng nhiệt. Sau đó, nhiệt độ bề mặt tăng lên giúp nó có thể tự phục hồi vết trầy xước trên bề mặt bằng cách lặp lại quá trình phân ly và tái hợp của các liên kết hóa học trong cấu trúc polythiourethane.
Vật liệu thấu kính được phát triển cho thấy khả năng tự phục hồi hoàn hảo ngay cả khi các vết trầy xước giao nhau và mang lại khả năng phục hồi tuyệt vời, duy trì 100% hiệu quả tự phục hồi ngay cả khi quá trình trầy xước và chữa lành tại cùng một vị trí được lặp lại hơn năm lần.
Tiến sĩ Lee Young Kuk, chủ tịch của KRICT, cho biết: "Công nghệ này là công nghệ nền tảng tổng hợp các vật liệu thấu kính tự phục hồi bằng cách sử dụng cả vật liệu polyme khúc xạ cao rẻ tiền và thuốc nhuộm quang nhiệt. Nó dự kiến sẽ được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau chẳng hạn như cảm biến xe tự trị cũng như kính và máy ảnh."
