Um novo estudo explica a ciência por trás das interfaces côncavas em microescala (MCI) - estruturas que refletem a luz para produzir fenômenos ópticos bonitos e potencialmente úteis.

"É vital ser capaz de explicar como uma tecnologia funciona para alguém antes de tentar adotá-la. Nosso novo artigo define como a luz interage com interfaces côncavas em microescala, "diz o pesquisador de engenharia da University at Buffalo Qiaoqiang Gan, observando que as aplicações futuras desses efeitos podem incluir o auxílio de veículos autônomos no reconhecimento de sinais de trânsito.

A pesquisa foi publicada online em 15 de agosto em Materiais Aplicados Hoje , e é destaque na edição de setembro da revista.

Gan, Ph.D., professor de engenharia elétrica na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da UB, conduziu o estudo colaborativo, que foi conduzido por uma equipe do UB, a Universidade de Xangai para Ciência e Tecnologia, Fudan University, Texas Tech University e Hubei University.

Os primeiros autores são Jacob Rada, UB Ph.D. estudante de engenharia elétrica, e Haifeng Hu, Ph.D., professor de engenharia ótica-elétrica e de computação na Universidade de Ciência e Tecnologia de Xangai.

Reflexos que formam anéis concêntricos de luz

O estudo se concentra em um material retrorrefletivo - uma película fina que consiste em microesferas de polímero colocadas no lado adesivo de uma fita transparente. As microesferas são parcialmente embutidas na fita, e as partes que se projetam dos MCIs.

A luz branca que brilha neste filme é refletida de uma forma que faz com que a luz crie anéis concêntricos do arco-íris, os novos relatórios em papel. Alternativamente, atingindo o material com um laser de cor única (vermelho, verde ou azul, no caso deste estudo) gera um padrão de anéis brilhantes e escuros. Os reflexos de lasers infravermelhos também produziram sinais distintos consistindo em anéis concêntricos.

A pesquisa descreve esses efeitos em detalhes, e relatórios sobre experimentos que usaram a película fina em um sinal de pare. Os padrões formados pelo material apareceram claramente em uma câmera visual que detecta a luz visível, e um LIDAR (imagem a laser, detecção e alcance) que detecta sinais infravermelhos, diz Rada, o co-primeiro autor da UB.

"Atualmente, sistemas de piloto automático enfrentam muitos desafios no reconhecimento de sinais de trânsito, especialmente em condições do mundo real, "Diz Gan." Sinais de trânsito inteligentes feitos de nosso material podem fornecer mais sinais para sistemas futuros que usam LIDAR e reconhecimento de padrão visível juntos para identificar sinais de trânsito importantes. Isso pode ser útil para melhorar a segurança do tráfego para carros autônomos. "

"Demonstramos uma nova estratégia combinada para melhorar o sinal LIDAR e o reconhecimento de padrão visível que atualmente são realizados por câmeras visíveis e infravermelhas, "Rada diz." Nosso trabalho mostrou que o MCI é um alvo ideal para câmeras LIDAR, devido aos sinais constantemente fortes que são produzidos. "

Foi emitida uma patente dos EUA para download em pdf para o material retrorrefletivo, bem como uma contraparte na China, com a Fudan University e a UB como detentores da patente. A tecnologia está disponível para licenciamento.

Gan diz que os planos futuros incluem testar o filme usando diferentes comprimentos de onda de luz, e diferentes materiais para as microesferas, com o objetivo de melhorar o desempenho de possíveis aplicações, como sinais de trânsito projetados para futuros sistemas autônomos.