Kalp ritmini ölçen tişörtlerden hareket takibi yapan spor kıyafetlerine kadar akıllı tekstiller giderek yaygınlaşıyor. Şimdi ise araştırmacılar kumaşlara yeni bir özellik kazandırmak istiyor: şekil değiştirebilmek.
Kumaşların hafızası yoktur. Bir kazağın kolunu çekersiniz, eski haline döner. Bir gömleği buruşturursunuz, kırışır. Kumaşların nasıl davranacağını aşağı yukarı biliriz.
Harvard Üniversitesi‘ndeki araştırmacılar ise bu konuda bildiklerimizi biraz zorlayan bir tekstil geliştirdi. İlk bakışta sıradan görünen bu örme kumaş, farklı şekiller arasında geçiş yapabiliyor ve geçtiği şekli koruyabiliyor. Üstelik bunu yalnızca bir kez değil, birden fazla kez yapabiliyor.
Araştırmanın merkezindeki fikir, fizikçilerin “çoklu kararlılık” olarak adlandırdığı bir olgu. Bir sistemin, birden fazla kararlı durumda bulunabilmesi anlamına geliyor. Günlük hayatta bunun en basit örneklerinden biri ışık düğmesi. Düğme ya açıktır ya kapalıdır ve her iki durumda da kararlı kalabilir. Harvard ekibi benzer davranışı kumaşlarda oluşturmayı başardı.
Sıradan ipliklerle alışılmadık davranışlar
Çalışmanın dikkat çekici yanlarından biri, bunun egzotik malzemelerle değil, tekstil endüstrisinin uzun süredir kullandığı örme teknikleriyle gerçekleştirilmiş olması.
Araştırmacılar yüksek esnekliğe sahip iplikler seçerek yoğun ve kalın tekstiller üretti. Kumaşın iki yüzeyinde farklı ipliklerin görünmesini sağlayan özel bir örme yaklaşımı sayesinde yapı kendi kendine kıvrılarak üç boyutlu formlar oluşturdu. Sonuçta ortaya, farklı konumlar arasında ani biçimde geçiş yapabilen çıtçıt benzeri tekstil yapıları çıktı.
Araştırmayı yürüten ekip, yatay ve dikey desenleri farklı biçimlerde bir araya getirerek kumaşların hangi durumlarda bu davranışı göstereceğini de haritalandırdı. Böylece tasarımın geometrisi ile kumaşın mekanik davranışı arasındaki ilişki daha net ortaya kondu.
Bu yalnızca bir malzeme deneyi değil
Yeni kumaşın önemi, sergilediği hareketten çok ne işe yarayabileceğinde yatıyor.
Araştırmacılar kumaşların içine ince iletken iplikler yerleştirdiğinde, şekil değiştiren yapı aynı zamanda elektriksel bir anahtara dönüştü. Kumaş bir durumdan diğerine geçtiğinde devre de değişiyor. Böylece yumuşak, esnek ve gerilebilir elektronik bileşenler elde etmek mümkün hale geliyor.
Ekip bunu göstermek için çeşitli prototipler geliştirdi. Bunlardan biri, kumaş farklı konumlara geçtiğinde LED ışığı açıp kapatabiliyor. Bir diğerinde ise diz ya da dirsek üzerine yerleştirilen tekstil anahtarı, hareket sırasında oluşan geçişleri algılayarak adım sayabiliyor.
Araştırmacılar ayrıca kumaşın farklı durumlarına göre farklı renklerde ışık üreten yeniden yapılandırılabilir bir abajur da tasarladı. Her kararlı durum, farklı bir ışık rengine karşılık geliyor.
Akıllı tekstiller için yeni bir adım
Bugün için bakıldığında bu çalışma, şekil değiştirebilen ilginç bir kumaş hikâyesi gibi görünebilir.
Ancak araştırmacılar daha geniş bir olasılığa işaret ediyor. İnsan hareketlerini takip eden giysiler, dokunsal geri bildirim veren tekstiller ya da ihtiyaç duyulduğunda farklı formlara dönüşebilen giyilebilir sistemler bu yaklaşımın gelecekteki kullanım alanları arasında yer alıyor.
Belki de en dikkat çekici ayrıntı şu: Tüm bunlar, hazır giyim sektöründe halihazırda kullanılan endüstriyel örme makinelerine oldukça benzer sistemlerle üretilebiliyor. Bu da teknolojinin laboratuvardan fabrikaya uzanan yolunun sanıldığı kadar uzun olmayabileceğini gösteriyor.