中国研究人员开发自供电纳米传感器 可提高车辆安全性

盖世汽车讯 当代车辆中包含数十个传感器，可以执行测量温度、速度和防止碰撞等各种功能，从而使汽车更安全、更可靠，但这并非没有能源成本。制造商预计，到2024年，汽车传感器的产量将达到约110亿个。这些传感器在整个生命周期内的总用电量为780-1150皮焦耳，相当于217-3200亿千瓦时，足以为20-3000万个家庭供电一年。

据外媒报道，中国大连海事大学（Dalian Maritime University）和国立中兴大学（National Chung Hsing University）的研究人员开发出新型汽车安全传感器——自供电非接触式摩擦电纳米发电机（SNC-TENG），据称可以既节能又更好地探测更远距离的物体。

研究人员希望这种技术能够使车辆更安全、更节能。相文论文于9月发表在期刊《先进功能材料（Advanced Functional Materials）》上。

自供电传感器

该论文的合著者Ying-Chih Lai表示，当代车辆通常配备摄像头来监控周围环境，但这些摄像头在弱光、黑暗和恶劣天气条件下的性能不佳。另外，光探测和测距系统（LiDAR）利用激光来绘制周围环境地图，在恶劣天气下也不太可靠，而且系统成本很高，不太可能广泛应用于普通车辆。

另一问题在于，这两种安全策略均需要持续的电力输入。Lai表示：“SNC-TENG是一种自供电主动传感器，不需要车辆提供电力。也就是说，该设备可以主动感知周围的物体，而不需要持续供电。”

这种传感器不是从车辆的电池中获取电力，而是通过静电感应供电从附近物体的电场中获取电荷。使用由MXene钛基二维材料制成的纳米片，有助于提高设备的电荷收集能力，而导电海绵增加了可携带电荷的颗粒数量。

这样的设计不仅可以为设备提供动力，还使其能够在长达两米的范围内检测超远距离物体。该纳米发电机甚至可以检测到非常轻微的移动（约1 mm）。

车辆测试

通过在真实车辆上进行测试，研究人员发现该设备能够准确检测盲点，并可以监控停车场，从而防止发生盗窃和破坏。

Lai表示，在停车场内，它“可以通过静电感应检测接近的人，而无需身体接触。然后，产生的电信号可以启动车载监控摄像头，监视周围的情况”。如果有人靠近并触摸传感器，就会触发警报。最终，研究人员构想了一种系统，当该系统设备感知到盗窃意图，将立即向车主手机发送警告。

该设备还可用于在车辆停放时监控附近的汽车。当传感器检测到有车辆距离太近时，就会触发监控录像。这样如果在停车场内发生碰撞，违规驾驶员就会被追究责任。

研究人员表示，这种传感器不仅高度灵敏、节能，而且比许多传统传感器的成本更低、更易于制造。这有助于“加速开发智能和安全车辆”，并“促进各种非接触式传感技术的发展”。