Akıllı Tekstil
Son
yıllarda, küresel ısınma ve kirlilik, enerji elde etmek için fosil madde esaslı
yakıtların ağırlıklı olarak kullanılmasının da etkisiyle, dünyadaki yaşamsal
faaliyetleri tehdit edecek bir boyuta ulaşmıştır. Bu nedenle günümüzde, günlük
hayatta ve sanayide kullanılması zorunlu elektrik enerjisinin, çevreye en az
zarar verecek biçimde üretimi, iletimi ve tüketiminin gerçekleştirilmesi konusu
çözülmesi gereken en önemli sorunlardan biri haline gelmiştir. Çeşitli akıllı malzemelerin
tekstillerle birlikte kullanılması ile farklı özelliklere ve kullanım
alanlarına sahip fonksiyonel tekstil malzemeleri elde edilmeye ve kullanılmaya
başlanmıştır. Akıllı tekstiller, herhangi bir etkiyi veya etki
değişikliğini algılama ve buna tepki verme özelliğine sahip tekstil ürünleridir. Enerji üreten veya dönüştüren, kendi
kendini temizleyen, belirli ortam koşullarında faz, şekil ve renk değiştiren,
iletken ve benzeri özellikteki akıllı malzemeler kullanılarak üretilen tekstil
ürünleri günümüzün vazgeçilmezleri arasına girmeye başlamıştır. Fotovoltaik
teknolojisi ağırlıklı olarak silikon esaslı pahalı malzemeleri kullansa da
günümüzde daha ucuz yöntem ve malzemeleri kullanan güneş pilleri de üretilmeye başlanmıştır. Organik güneş
pilleri, silikon esaslılara göre hafiflik, ucuz malzeme ve daha kolay
yöntemleri kullanma, düşük sıcaklıklarda çalışabilme, esneklik, çok küçük ve ya
çok büyük yüzeylere uygulanabilirlik gibi çeşitli avantajlara sahiptir. Organik
güneş pillerinin verimleri şuan silikon esaslılara göre düşük olmasına rağmen,
taşıdığı özellikler nedeniyle tekstil yapılarına çok uygundur. Güneş,
insanlar ve doğadaki diğer canlılar tarafından farklı amaçlar için kullanılan,
enerji üretimi için kullanıldığında çevreye zarar vermeyen ve tükenmeyen bir
enerji kaynağıdır. Güneş pilleri ise, güneş enerjisini elektrik enerjisine
dönüştüren yapılardır. Güneş enerjisinin her yerde bulunabilir, pratik, temiz
ve çevre dostu olması nedeniyle, dünyada, güneş pillerine olan talep gün
geçtikçe artmaktadır.
Akıllı tekstiller, teknik tekstiller
içerisinde en yüksek ve ileri teknoloji kullanılan alanlardan birisidir.
Yüklendikleri işlev ve yapıları açısından; tıbbi tekstiller, koruyucu ve askeri
tekstiller, taşımacılık teknik tekstilleri gibi birçok alanda ayrı sınıflarda
ele alınmaktadırlar. Akıllı tekstiller, çevresel şartları ve
etkileri (ısı, ışık, basınç, pH, elektromanyetik dalgalar, ses, hareket, vb.)
veya etki değişikliğini algılayıp tepki verme özelliğine sahip olan tekstil
malzemeleridir. Bunlar; pasif, aktif ve çok akıllı tekstiler olarak üç sınıfta
kategorize edilirler. Pasif akıllı tekstiller, çevresel bir uyarıyı
algılayabilen sensörlerdir. Şekil hafıza malzemeleri, hidrofobik veya
hidrofilik tekstiller de bu kategorinin bir parçasıdır. Aktif akıllı
tekstiller, koşullara ve uyaranlara duyarlı ve bunları iletmek için sensörler
ve aktüatörlerle donatılmıştır. Sıcaklık, ışık ve kirlilik gibi çevredeki
çeşitli sinyalleri algılayabilen ve esnek veya minyatürize aktüatörler
kullanarak nasıl tepki verileceğine karar veren sistemler bu kategorinin
içersinde yer alır. Çok akıllı tekstiller ise, çevresel uyarıları algılayıp
kendilerini bu uyarılara adapte edebilen sistemlerdir.
Akıllı kumaşlar ve interaktif tekstiller,
biyomedikal mühendisliği alanında birçok potansiyel uygulamaya sahip olmakla
birlikte nispeten yeni bir araştırma alanıdır. Vücut ile temas halindeki
tekstillere entegre olan sensörler, birçok yararlı fizyolojik sinyali yakalama
yeteneğine sahiptir. Amerika’daki pazar araştırma şirketi Tractica, dünya
pazarında akıllı giysi ürünleri sevkiyatının 2016 yılında 1,7 milyon adetten
2022 yılında 26,9 milyon adede, vücut sensörlerinin ise daha büyük bir artışla
2016 yılında 2,4 milyon adetten 2022 yılında 92,1 milyon adede ulaşacağını
öngörmektedir. Ayrıca, 2022 yılı sonunda, akıllı giysiler ve vücut
sensörlerinin birlikte yıllık 19 milyar dolar gelir getireceğini tahmin
etmektedir. Pek çok çalışmada fizyolojik değişimlerin ve çevresel etkenlerle
iletişimin izlenmesi amacıyla; akıllı tekstillerin özellikle sağlık ve tıp
alanında bandaj, plaster, yara bakım ürünü, cerrahi dikiş ipliği, protez,
sağlık personeli giysisi olarak kullanımları araştırılmaktadır.