住友橡膠工業有限公司(SRI)與東北大學(Tohoku University)合作,將四維計算機斷層掃描(4D-CT)的速度提高了1000倍,從而可以實時觀察輪胎中的橡膠故障。
這一突破將加速新型輪胎材料的開發,以提供超強的耐磨性,更環保的性能以及更長的使用壽命。它還將大大有助于智能輪胎的發展。
SRI最初開發了4D-CT,這是ADVANCED 4D NANO DESIGN(高級4D納米設計)的一部分,ADVANCED 4D NANO DESIGN是2015年推出的一種新材料開發技術,能夠對從微觀到納米級的橡膠內部結構進行高精度的分析和模擬。該分析最終導致在燃油效率,濕抓地力和耐磨性方面增強的橡膠磨損性能。
自ADVANCED 4D NANO DESIGN誕生以來,SRI便利用SPring-8同步加速器輻射研究設施中可用的技術進行了新材料的開發。但是,現有的4D-CT技術仍然需要花費幾秒鐘來捕獲單個3D圖像。
東北大學副教授Wataru Yashiro先前已經開發出一種新方法,可以在毫秒內生成更高質量的CT圖像。該技術使用了強烈的同步加速器輻射,使這一突破成為可能??梢杂^察到在不同速度下發生的橡膠故障,從而可以更好地近似輪胎的橡膠磨損。
高速4D-CT成像系統的示意圖以及正在進行的橡膠破壞的3D圖像。©東北大學。
Yashiro說:“由于這項研究的結果,我們將成像速度提高了大約一千倍,這意味著現在可以在大約1/100秒的時間內捕獲3D圖像。”
展望未來,SRI希望將該技術與機器學習和其他高級數據處理技術結合使用,以分析該成像技術將生成的大量數據。在合作方面,SRI和東北大學將繼續作為日本科學技術廳的核心進化科學與技術計劃(CREST)的參與者。
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