Ултралек композит на база въглеродни влакна формира подложка, която може да следи пътния трафик (снимка: CC0 Public Domain)
Ново постижение в технологиите за наблюдение на трафика беше постигнато от изследователски екип на корейския институт за наука и технологии UNIST. Учените проектираха сензор, способен да наблюдава трафика и пътните условия в реално време, като дори може да предвиди пътно-транспортни произшествия.
Усъвършенстваният сензор е изработен от композитен материал на база въглеродни влакна. Това позволява приложението му за наблюдение на състоянието на трафика, откриване и прогнозиране на пътнотранспортни произшествия чрез проследяване в реално време на позицията, скоростта и ускорението на превозните средства.
Професор Йънг-Бин Парк и неговият изследователски екип в катедрата по машинно инженерство на UNIST са разработили въпросната „структурна самозахранваща се FRP-TES решетка“, която показа превъзходна електрическа и структурна стабилност в сравнение с конвенционалните системи от този вид.
Експерименталните резултати разкриха, че материалът, съставен от въглеродни влакна, стъклени влакна и епоксидна смола, генерира електрическа енергия, когато гумите преминават върху него. Освен това дори след подлагане на решетката и 10 000 преминавания на гуми, не се наблюдава забележимо влошаване на напрежението, а нейните механични свойства надвишават тези на конвенционалните системи за мониторинг на трафика.
Композитите от въглеродни влакна предлагат отлични механични свойства, тежат около една четвърт в сравнение с желязото и притежават 10 пъти по-голяма якост. Тези композити са идеални за масово използване в различни приложения, поради своите предимства пред традиционните материали на основата на желязо.
Трибоелектрически сензори на базата на подсилена с влакна пластмаса (FRP-TES) могат да открият превозното средство и да позволят наблюдение в реално време на пътната инфраструктура (илюстрация UNIST)
Екипът демонстрира гъвкавостта на технологията, произвеждайки сензор за масова употреба със самостоятелно захранване на базата на композитен материал и проверявайки ефективността му чрез тест за шофиране на превозно средство. Учените също така изследваха използването на принципите на зареждане чрез триене, които позволяват на сензора да реагира чувствително на промените в околната среда.
Чрез анализиране на промените в електрическите сигнали, генерирани от сензори за зареждане чрез триене, изследователите могат с висока степен на точност да проследят движението на гумата по повърхността и да изчислят нейния размер.
Учените са категорични, че подобен сензор със самостоятелно захранване разкрива „голям потенциал не само за наблюдение на условията на трафика, но и за реагиране и прогнозиране на пътнотранспортни произшествия“.
Приложенията на сензора се простират отвъд академичните среди: потенциални сценарии на използване са още управлението на обема на трафика, измерване на теглото и скоростта на превозните средства. Очаква се в бъдеще сензорът да намери приложение и в други области, включително роботиката.