Akıllı giyim teknolojisi nedir ve nasıl çalışır?

Kumaş üretimi için modern teknolojiler, belirli bir sonuç elde etmek için giysilerin entelektüel dönüşümünü içerir. Teknoloji sayesinde giysiler, renk değiştirebilecek, güneş ışığını engelleyecek, tıbbi ölçümler toplayabilecek, titreşim yayabilir ve hatta özel mesajlar gösterebilecek şekilde yeniden tasarlanabilir.İşte akıllı kumaş teknolojisindeki en şaşırtıcı gelişmelerden bazıları.

Geleceğin kumaşları MİT. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü

Akıllı dış iskeletler için zincir posta kumaşı

Orta Çağ’da zincir posta veya zincir posta gömlekleri kullanıldı, ancak kesinlikle modası geçti, değil mi?

Hatalısınız. Sadece başka bir şeye dönüştüler. 2021’de Singapur’daki California Institute of Technology’den (Caltech) ve Nanyang Technological University’den (NTU) mühendisler, kendi ağırlığının 50 katını korurken daha güçlü hale gelen, hal değiştirebilen zincir posta benzeri bir malzeme yarattılar.

Kumaşı oluşturmak için ekip, içi boş plastik veya 3D baskılı alüminyum parçaları birbirine kenetleyerek, şekil değiştirmelerine, ancak sertliklerini korumalarına izin vererek katmanladı. Aynı prensibe göre, bir torba vakumla kapatılmış pirinç, tanelerin hareket etmesi için yer olmadığı için sertleşir. Bu durumda kumaş, bugüne kadar geliştirilen diğer “akıllı” kumaşlardan daha fazla olan bir kilograma kadar ağırlığı destekleyebilir.

NTU’daki Singapurlu bilim adamları, talep üzerine sertleşebilen bir kumaş geliştirdiler.

“Tanecikli malzemeler, tane düzeyindeki basit etkileşimlerin karmaşık yapısal davranışlara yol açabileceği karmaşık sistemlerin en iyi örneğidir. Posta durumunda, granüllerden kaynaklanan gerilime dayanma yeteneği belirleyici bir faktördür. Bir ip ile aynıdır. Sıkıştırmaya dayanabilir. Bu karmaşık davranışı modelleme yeteneği, benzersiz yapıları ve özelliklerini modellemek için olanaklar sunar,” diyor İnşaat ve Makine Mühendisliği Bölümü’nde granüler malzemelerin modellenmesinde uzmanlaşmış bir profesör olan José Andrade.

Bu kumaş için potansiyel uygulamalar arasında koruyucu zırh, hasta iyileştikçe sertliği değiştiren adaptif protezler, yuvarlanabilen ve daha sonra tekrar yerine yerleştirilebilen köprüler ve hareket bozukluğu olan kişilerin normal şekilde yürümesini sağlayacak dış iskeletler yer alıyor.

Kendi kendini temizleyen giysiler

2016 yılında, Avustralya’daki Royal Melbourne Teknoloji Enstitüsü’ndeki bilim adamları, kumaşın pamuk lifleri üzerinde bakır ve gümüş nanoyapıları “büyüterek” kendi kendini temizleyen bir kumaş geliştirdiler.

Kumaş üzerinde metal nanoyapılar oluşturma işlemi, pamuklu kumaşın asidik bir kalay klorür çözeltisi ile işlenmesini, ardından kumaşın bir paladyum tuzu çözeltisine daldırılmasını ve bunun sonucunda lifler üzerinde paladyum ipliklerinin oluşmasını içeriyordu. Ve son olarak, bakır ve gümüş iyonları içeren solüsyonları kullanarak fotoaktif metal nanoyapıları büyütmek mümkün oldu.

Kendi Kendini Temizleyen Tekstil: Nano-geliştirilmiş Tekstil
ışıkla kendini temizler.

Bu nanoyapılardaki metal atomları ışıkla uyarılır. Işığın etkisi altında, malzeme organik maddeleri parçalayabilir, lekeleri ve kiri altı dakikadan daha kısa sürede temizleyebilir. Buluş, tarım kimyası ve farmasötikler gibi endüstrilerde faydalı olabilir, ancak yöntemi optimize etmek için daha yapılacak çok iş var. Özellikle metal partiküllerin, çevresel sorunlara yol açabilecek atık suya (örn. yıkama işlemi sırasında) girmesi engellenmelidir. Kokuları önlemek için kullanılan gümüş nanopartiküller bakterileri öldürür, ancak belirli koşullar altında toksik bileşiklere dönüşebilirler.

Sizi serin tutan kumaşlar

Soğutma için klima ve elektrikli fan kullanımı, binalardaki toplam elektrik tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturmaktadır. Ya insanlar hiç ısınamazlarsa?

2020 yılında Stanford Üniversitesi’nden (ABD) ve Nanjing Üniversitesi’nden (Çin) bir grup araştırmacı ipek kumaşı modifiye etti. İpek, kendisine çarpan güneş ışığının çoğunu yansıttığı için serin kalır. Ancak bilim adamları, güneş ışığının yansımasını artırmaya karar verdiler ve bunu %95’e çıkardılar. Bu sayede ipeği güneş ışığında çevredeki havadan 3.5°C daha soğuk yapmayı başardılar.

Bilim adamları bunu ipek liflerine alüminyum oksit nanoparçacıkları ekleyerek başardılar. Bu tür parçacıklar, güneş ışığını ultraviyole aralığında yansıtır. Yeni kumaşın test edilmesinin bir sonucu olarak, cildin yüzey sıcaklığı, sıradan pamuktan yapılmış giysiler kullanıldığında olduğundan 12,5 °C daha düşük kaldı.

Kaynak: Manchester Üniversitesi.

Testin ilk aşamasında, bilim adamları, suni ipekle kaplayan silikondan yapılmış bir deri taklidi kullandılar. Doğrudan güneş ışığı altında, simülasyonun sıcaklığı, doğal ipek kullanımına göre 8°C daha düşük kaldı.

Daha sonra suni ipekten uzun kollu bir gömlek diktiler ve bir gönüllü üzerinde 37°C’de test ettiler. Kızılötesi görüntüleri analiz ettikten sonra araştırmacılar, modifiye ipeğin doğal veya pamuklu tekstiller kadar ısınmadığını buldular.

Bir yıldan fazla bir süre önce, Manchester Üniversitesi Ulusal Grafen Enstitüsü’nden bir araştırma ekibi, grafenin kızılötesi emisyonunu (enerji yayma yeteneği) kullanarak ısıya duyarlı giysiler için yeni bir “akıllı” tekstil geliştirdi.

“Termal radyasyonu kontrol etme yeteneği, sıcak iklimlerde vücut sıcaklığını kontrol etmek gibi bir dizi kritik uygulama için önemli bir zorluktur. Termal battaniyeler bu uygulamanın tipik bir örneğidir. Ancak, ortam ısınırken veya soğurken bu işlevleri sürdürmek, Çözülmemiş sorun” dedi ardından çalışmanın başkanı Prof. Dr. Koşkun Koçabas.

Enerji toplama kıyafetleri

2016 yılında Atlanta’daki Georgia Institute of Technology’deki araştırmacılar, hem güneş ışığı hem de insan hareketi ile güçlendirilebilen bir kumaş yarattılar.

Ekip bunu yapmak için yün iplikleri, hafif polimer güneş pillerini ve dönme, kayma veya titreşim gibi mekanik kuvvetlerden küçük miktarlarda elektrik üreten fiber bazlı triboelektrik nanojeneratörleri iç içe geçirdi.

Kaynak: DrB Technology Spotlight

320 mikrometre kumaş son derece esnek, nefes alabilir ve hafiftir. Ekip, bir gün çadırlara, perdelere ve hatta giysilere entegre edilebileceğini ve bir gün bu teknolojinin işe giderken telefonlarımızı şarj etmemize yardımcı olacağını öngörüyor.

Nanoteknoloji uzmanlarından biri ve çalışmanın yazarı Zhong Lin Wang, “Zorluk, çevreden enerji toplamak ve hafif ve ince elektroniklere güç vermekti” dedi. “Ve bu araştırma son zamanlarda çok dikkat çekti, çünkü bu günlerde esnek ve giyilebilir elektronikler çok popüler ve talep görüyor. Ancak her birinin bir güç kaynağına ihtiyacı var.”

programlanabilir lifler

Haziran 2021’de Massachusetts Institute of Technology’deki mühendisler, verilerin giysilerde saklanmasına izin verecek “programlanabilir lifler” geliştirdiler.

Lifler, birbirine elektriksel olarak bağlı silikon çiplerden oluşur. Böylece, ek güç olmadan iki aya kadar çalışabilen belirli bir dosya depolama kapasitesine sahiptirler.

Kaynak: MIT

Kıdemli araştırmacı Yol Fink’e göre, bu dijital fiberler aynı zamanda fiziksel performansı izlemek ve muhtemelen gelecekte hastalıkları tespit etmek için sensörler olarak da hizmet edebilir, özellikle de bir sinir ağı ile gömülüyseler. Sinir ağı, kullanıcının aktivite ve vücut özelliklerini tahmin etmeye yardımcı olabilir ve nihayetinde sağlık sorunlarının erken tespitine izin verebilir.

Biyometrik izleme için giysiler

Aktivitenizi, kalp atış hızınızı, uyku alışkanlıklarınızı vb. takip edebilen tek giyilebilir cihaz fitness saatleri değildir. Sensörler yardımıyla aynı işlevi gören spor giyim, iş kıyafetleri, pijama ve hatta iç giyim ürünleri de bulunmaktadır.

Kaynak: MIT

Myant tarafından yaratılan iç giyim, stres seviyelerini, hareketsiz halde geçirilen süreyi, yumurtlamayı, sürücü yorgunluğunu ve insan vücudunun diğer birçok parametresini ölçebilir.

2020’de MIT araştırmacıları, kullanıcının yaşamsal belirtilerini izleyen ve telesağlık alanında bir sonraki büyük kilometre taşı olabilecek yıkanabilir bir sensör de yarattı.

Bu arada, İsviçre’deki Empa Araştırma Merkezi, hareketsiz hastalarda basınç ülserlerini önlemek için cilde kan akışını kontrol etmek için optik fiberleri “akıllı” tekstillere entegre etti.

Kaynak: Ohmatex

Buna karşılık, Danimarkalı Edema ApS şirketi, bacak hacmindeki değişiklikleri tespit etmek için modifiye edilmiş, özellikle sıvı birikiminden muzdarip veya tromboflebitli hastalar için yararlı olan yıkanabilir çoraplar yarattı.

Akıllı kıyafetlerin pek çok kullanım alanı var ve yakında daha fazlası da gelecek. Akıllı giysiler henüz ana akım olmasa da, bir gün giyim tarzımızda devrim yaratabilir.

Similar Posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.