Yeni Sensörler Daha Akıllı Tekstillere Olanak Sağlayabilir

Kozmetotekstil pazarı değişen tüketici davranışlarıyla krizi fırsata çeviriyor

Covid-19 pandemisinin yayılmasına karşı alınan hükümet önlemleri, günlük yaşamda bir dizi değişime sebep oldu. Yüz maskelerinin takılması, sosyal mesafe...

ITMF, 7. Coronavirüs anket sonuçlarını açıkladı

Uluslararası Tekstil Üreticileri Federasyonu (ITMF), pandeminin global tekstil endüstrisi üzerindeki etkilerini değerlendirdiği araştırmanın 7.sini yayımladı. 25 Ocak-10 Mart tarihleri...

Pazar dengeleri bozulurken konfeksiyon ve tekstil sektörü yolunu arıyor

Covid-19 pandemisinin getirdiği kapanma ve evden çalışma gibi yeni koşullar, hazırgiyim ürünlerine olan talebi önceki döneme göre azalttı. Buna...
Engin Buz
Engin Buzhttps://www.textilegence.com
Engin Buz, Ankara Üniversitesi İletişim Fakültesi Gazetecilik Bölümü’nden mezun olduktan sonra Yıldız Teknik Üniversitesi’nde Siyaset Bilimi ve Uluslararası İlişkiler alanında yüksek lisansını tamamlamıştır. 2000 yılından sonra çeşitli yayıncılık şirketlerinde çalışmaya başlayarak kültür-sanat ve daha sonra ekonomi haberleri hazırlamıştır. 2009 yılından itibaren tekstil endüstrisine dönük yayınlarda editör olarak görev alan Buz, 2013 itibariyle kurulan Textilegence’de haber editörü olarak yer almaya başlamıştır. Engin Buz halen başta tekstil ve dijital baskı endüstrileri olmak üzere ekonomi haberleri hazırlamaktadır.

Yeni Sensörler Daha Akıllı Tekstillere Olanak Sağlayabilir
Yeni Sensörler Daha Akıllı Tekstillere Olanak Sağlayabilir

Yeni sensörler daha akıllı tekstillere olanak sağlayabilir; UD mühendisleri karbon nanotüp kompozit kaplamalar kullanıyor.

Delaware Üniversitesi’ndeki (UD) bir mühendis ekibi, pamuk, naylon ve yün dahil olmak üzere geniş bir yelpazedeki elyaflar üzerinde esnek karbon nanotüp kompozit kaplamalar oluşturarak yeni nesil akıllı tekstiller geliştiriyor. Bulgularını ACS Sensors dergisinde yayınlayarak, parmak ucunun hafif bir dokunuşundan üzerinden forklift geçmesine kadar, son derece geniş bir basınç aralığını ölçme yeteneğine sahip olduklarını gösterdiler.

Bu algılama teknolojisiyle kaplanan kumaşlar, yeni sensörler  ayakkabı sayasına eklendiği veya insan hareketini algılamak için giysilere dikildiği geleceğin ‘akıllı giysilerinde’ kullanılabilir. Karbon nanotüpler, bu hafif, esnek, nefes alabilen kumaş kaplamaya etkileyici bir algılama kabiliyeti kazandırıyor. Malzeme sıkıştığında, kumaştaki büyük elektriksel değişiklikler kolayca ölçülebiliyor.

Thostenson; yeni sensörler çok hassas

Makine Mühendisliği ve Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümlerinden Doçent Erik Thostenson, “Bir sensör olarak, ufak bir dokunuştan tonlarca ağırlığa kadar olan kuvvetlere karşı çok hassas” dedi. Sinir benzeri elektrik iletken nanokompozit kaplamalar, polietilenimin ile fonksiyonelleştirilmiş karbon nanotüplerin elektroforetik birikimi (EPD) kullanılarak elyaflar üzerinde oluşturuluyor. Thostenson şunları söyledi; “Filmler, elektrik algılama işlevselliğini artıran bir boya gibi davranıyorlar. Laboratuvarımda geliştirilen EPD süreci, elyafın yüzeyine güçlü bir şekilde tutunan çok homojen nanokompozit kaplamayı oluşturuyor. Bu süreç gelecekteki uygulamalar için endüstriyel olarak ölçeklendirilebilir.”

Şimdi, araştırmacılar bu sensörleri, akıllı tekstiller yapmak için mevcut yöntemlerden daha üstün bir şekilde kumaşa ekleyebilirler. UD’nin Çok Fonksiyonlu Kompozit Laboratuvarı’nı yöneten Thostenson, elyafları metallerle kaplamak ya da elyafla metal telleri bir araya dikmek gibi mevcut tekniklerin, kumaşların konforunu ve dayanıklılığını azaltabileceğini söyledi. Thostenson’un grubu tarafından geliştirilen nanokompozit kaplama, esnek ve hoş bir dokunuş sunuyor ve bu; Kevlar, yün, naylon, Spandex ve polyester gibi bir dizi doğal ve sentetik elyaf üzerinde test edildi. Kaplamalar sadece 250 ila 750 nanometre kalınlığında –bir kağıt parçasının yaklaşık % 0.25 ile % 0.75’i kadar kalınlığa sahipler – ve tipik bir ayakkabı veya giysiye sadece bir gram ağırlık ekleyecektir. Dahası, sensör kaplamasını yapmak için kullanılan malzemeler ucuz ve nispeten çevre dostu, çünkü bunlar su ile oda sıcaklığında bir çözücü olarak işlenebiliyorlar.

Gelecek uygulamaları keşfetmek

Sensör kaplı kumaşın potansiyel bir uygulaması, yürürken insanların ayaklarındaki kuvvetleri ölçmektir. Bu veriler, klinik tedavi uzmanlarının yaralanmalardan sonra dengesizlikleri değerlendirmelerine ya da sporcularda yaralanmaları önlemek için yardımcı olabilir. Thostenson’un araştırma grubu, özellikle makine mühendisliği profesörü ve UD’deki Nöromüsküler Biyomekanik Laboratuvarı müdürü Jill Higginson ve grubu ile Delaware INBRE tarafından finanse edilen bir pilot projenin parçası olarak işbirliği yapıyor. Amaçları, bu sensörleri, ayakkabıya konulduklarında, aletli koşu bantları ve hareket yakalama gibi biyomekanik laboratuvar teknikleri ile karşılaştırmak.

Laboratuvar testleri sırasında insanlar izlendiklerini biliyorlar, ancak laboratuvarın dışında davranış farklı olabilir. Thostenson; “Bizim fikirlerimizden biri, bu yeni tekstili bir laboratuvar ortamının dışında kullanabilmemizdir – caddede yürürken, evde, her yerde,” diyor.

UD’de makine mühendisliği alanında doktora öğrencisi olan Sagar Doshi, makalenin başyazarıdır. Yeni sensörler yapmak, hassasiyetlerini optimize etmek, mekanik özelliklerini test etmek ve onları sandalet ve ayakkabılara entegre etmek üzerine çalıştı. Ön testlerde sensörleri giydi ve şimdiye kadar, sensörler tipik olarak binlerce dolara mal olan bir cihaz olan bir güç plakasıyla toplanan verilerin benzeri verileri topladılar.

Klinik tedavi uzmanları daha iyi veri toplayabilir

Doshi, “Düşük maliyetli sensörün ince ve esnek olması nedeniyle, günlük yaşamlarında verileri saklamak için entegre elektroniklere sahip ayakkabılar ve özel ayakkabılar üretme olasılığı var. Bu veriler, araştırmacılar veya terapistler tarafından daha sonra performanslarını değerlendirmek ve sonuçta sağlık hizmetlerinin maliyetini düşürmek için analiz edilebilir” dedi. Bu teknoloji aynı zamanda spor hekimliği uygulamaları, cerrahi sonrası iyileşme ve çocuk popülasyonundaki hareket bozukluklarının değerlendirilmesi için de umut verici olabilir.

Wilmington’daki Çocuklar İçin Alfred I. Du Pont Hastanesi – Nemours Çocuk Pediatrik Klinik Araştırma ve Geliştirme Merkezi Direktörü ve UD’de malzeme bilimi ve mühendislik, biyomedikal mühendislik ve biyolojik bilimler profesörü Robert Akins, “Çocukları için hareket verilerinin toplanması zaman içinde ve gerçekçi bir bağlamda zor olabilir” dedi. “Bunlar gibi ince, esnek, yüksek hassasiyetli sensörler, fiziksel terapistlerin ve doktorların bir çocuğun hareketliliğini uzaktan değerlendirmesine yardımcı olabilir. Bu da, şimdi kullanılmakta olan metotların aksine kliniğe daha az ziyaret gerektirdiği için maliyet efektif bir şekilde,  anlamına gelir.”

Disiplinlerarası işbirliği çok önemli

Disiplinlerarası işbirliği, gelecekteki uygulamaların geliştirilmesi için çok önemlidir ve UD’de mühendisler, UD’nin Bilim, Teknoloji ve İleri Araştırma (STAR) Kampüsü’ndeki Sağlık Bilimleri Kolejinden fakülte ve öğrencilerle çalışmak için eşsiz bir fırsata sahiptir. Doshi, “Mühendisler olarak, yeni materyaller ve sensörler geliştiriyoruz; ancak doktorların, fizyoterapistlerin ve hastaların karşı karşıya olduğu temel sorunları her zaman anlamıyoruz” dedi. “Karşı karşıya bulundukları problemler üzerinde çalışmak ve onları mevcut bir çözüme yönlendirmek; ya da bu sorunu çözmek için yenilikçi bir çözüm yaratmak için onlarla birlikte çalışıyoruz.”

Thostenson’un araştırma grubu ayrıca yapısal sağlık izleme gibi diğer uygulamalar için de nanotüp bazlı sensörler kullanıyorlar.

UD’nin Kompozit Malzemeler Merkezi’ne (UD-CCM) bağlı olan Thostenson; “Uzun bir süredir karbon nanotüpler ve nanotüp bazlı kompozit sensörler ile çalışıyoruz” dedi. İnşaat mühendisliği alanından araştırmacılar ile çalışan grup; köprülerde ve diğer büyük ölçekli yapılardaki çatlakları tespit etmek için esnek nanotüp sensörlerinin geliştirilmesine öncülük etmiştir. “Kompozitler konusunda beni her zaman heyecanlandıran şeylerden biri; onları makroskopik parça geometrilerinden; bir uçaktan veya uçak kanadı veya bir aracın bir parçasından, kumaş yapısına veya lifine kadar, değişen uzunluklarda tasarlıyor oluşumuz. Daha sonra, karbon nanotüpler ve grafen gibi nanoölçüm takviyeleri; bize malzeme yapısal ve fonksiyonel özelliklerini uyarlamak için başka bir seviye verir. Araştırmamız birinci derecede önemli de olsa; daima uygulama alanları konusuyla da ilgileniyoruz. UD-CCM, UD-CCM’nin endüstriyel konsorsiyumu aracılığıyla laboratuvardaki temel araştırma keşiflerini ticari ürünlere dönüştürme konusunda uzun bir geçmişe sahiptir. ”

Bu çalışma ABD Ulusal Bilim Vakfı (NSF) KARİYER Programı ve NIH-NIGMS (P20-GM103446) ve Delaware Eyaletinden bir hibe ile Delaware INBRE programı tarafından desteklenmiştir.

———————

Delaware Üniversitesi Mühendislik İletişimleri Makalesidir.

Fotoğraflar: Kathy F. Atkinson

Teknik Tekstiller Haberleri

TUSAŞ havacılık endüstrisi için yeni kompozit tesisini açtı

Türk Havacılık ve Uzay Sanayii A.Ş.’nin (TUSAŞ) Ankara Kahramankazan’daki yerleşkesinde açtığı yeni kompozit tesis sahip olduğu son teknolojiyle, Türk...

Özel Haberler

error: Lokasyonunuz kaydedildi. İçerik kopyalanamaz. You location is saved. Content can\'t be copied