Akıllı teknik tekstiller

[peggy]

Teknolojinin takibi ve yeni rekabet edebilir ürünlerin yaratılabilmesi için nanoteknolojik uygulamalar ve akıllı tekstiller teknolojilerinin takibi önem taşımaktadır. “Fonksiyonel Moda” teriminin gelecek için önem taşıdığı bir gerçektir. Materyal özellikleri ve teknolojik özelliklerin geliştirilmesi ile yaratılacak olan “Fonksiyonel Moda” ileride pazarın daha üst düzeyde taleplerini karşılayabilmek açısında daha fazla önem kazanacaktır. Bu özelliklerin elde edilmesi; kompozit materyaller ve malzeme bilimi, polimer bilimi, ve elektronik bilim alanlarını da kapsayan multidisipliner bir çalışmayı gerektirecektir ve burada mühendislere büyük işler düşmektedir. Tao, Xiaoming (2001) tarafından akıllı tekstiller alanda yapılan araştırmalar aşağıdaki gibi gruplandırılmıştır. Sensörler/harekete geçiriciler için: foto-hassas materyaller, fiber-optikler, iletken polimerler, ısıl hassas materyaller, shape memory materyaller, akıllı kaplama/membran, kimyasal tepki veren materyaller, mekanik tepki veren materyaller, mikrokapsüller, mikro ve nano materyaller.Sinyal iletme, işlem ve kontrolü için: neural network ve kontrol sistemleri, bilinç teorisi ve sistemleri. Entegre işlem ve ürünler için: giyilebilir elektronikler ve fotonikler, uyarı ve tepki strüktürleri, biyomimetikler, biyoprosesler, doku mühendisliği, kimyasal ve ilaç serbest bırakma.

“22nd Annual Conference on Composites, Advanced Ceramics, Materials, and Structures“ konferansında seramiklerin çevresel etkisi, güvenilirlik ve ömür tahminlemesi, seramik matriks kompozitler, strüktürel seramikler, strüktürel analiz ve komponent tasarımı, yüksek performans kaplamalar, nanoteknoloji, plazma ve jel işlemleri, reaksiyon ve mikrodalga işlemleri konuları işlenmiştir (Bray, D., 1998).
Tekstil alanında nano-teknoloji kullanarak ilk ürünler Nano-Tex (Burlington Industries) tarafından geliştirilmiştir. Nano-Tex tarafından 'whiskers" kullanarak nefes-alan, kir iticilik ve su iticilik, buruşmazlık özellikleri geliştirilmiştir. İsviçre'nin Schoeller şirketi NanoSphere'yi geliştirmiştir. NanoSphere kumaşı su ve kir itici yapan bir emdirme işlemidir (Russel E., 2001).
Önümüzdeki 10-20 yıl içerisinde tekstil endüstrisinde önemli değişimler görülecektir. US üniversiteleri ve National Science Foundation laboratuarları aktif nanoteknoloji projelerine sahiptir, birkaçı Nanofabrikasyon tesisine sahiptir veya kurmayı planlamaktadır ve US Federal bütçesi Beyaz Saray’ın “National Nanotechnology Initiative”i için 679 milyon USD teklif etmektedir. Ayrıca önümüzdeki 10-20 yılda üretim Uzak Doğu’ya hareket edecek ve enerji kaynaklarında değişim söz konusu olacaktır. Katma değer ve çevresel talepler önemli olacaktır. Teknik tekstiller alanında pamuklu nonwovenların tıbbi ve hijyenik amaçlar için kullanımı üzerine araştırmalar bildirilmiştir. Politrimetilen tereftalat (PTT) kullanılan teknik nonwovenların gelişecektir; PP ve PET nonwovenlarla karşılaştırmaları ve göze çarpan avantajları incelenecektir. Spunbond ürün içindeki yarık bikomponent lifler Hills Inc. ve Freudenberg tarafından öne sürülen diğer önemli başlıklardır. Freudenberg Evalon işlemi üzerine araştırmalar yürütür. Hidrokarıştırma (Hydroentanglement) işlemine Fleissner destek vermektedir. VersaCore Industrial’in bir makalesinde yeni pazarların kurulmasında katma değerin önemi incelenmiştir (Butler, Nick, 2002).

Derek, Ward (2002) tarafından; poliolefin lifleri alanında yenilikler (innovation) incelenmiştir. Poliolefin polimerleri, lifleri ve tekstilleri endüstrisi; domestik, endüstriyel, inşaat ve yapı mühendisliği ve zirai uygulamalar gibi geniş bir alanda 3 milyar Euro’yu aşan bir yıllık ciroya sahiptir. Polipropilenin performansı incelenmektedir ve metallocene katalizörlerin tek aktif metal bölgelerinin fonksiyonu açıklanmaktadır. Danimarkalı şirket “Fiber Visions”; “metallocene Polipropilen” materyali için önemli potansiyel tahmin etmiştir. Japon jv (katılım ortaklığı-joint venture) şirketi Chisso Corporation çalışmaları ile dikkat çekmektedir. “Atofina Polypropylene” ve “Basell Polyolefins” benzer çalışmaları yürütmektedir. University of Massachusetts (USA) nanoteknoloji alanında araştırmalar yürütür. Avusturyalı şirket Asota GmbH tarafından üretilen halojenlenmemiş (non-halogenated) güç tutuşur lifler bir “innovation” ürünleridir. Hollanda’da Eindhoven University of Technology’de “All-PP kompozit” olarak bilinen kendi kendine takviye polipropilen (Self-reinforced PP) kompozitler araştırılmaktadır. Yıllık kombine 1300-1600 ton üretim yapacak olan, iki Dyneema lif üretim hattı 2004 yılında üretime başlayacaktır. Ultra yüksek moleküler ağırlıkte Polietilen (UHMWPE) lifi için uygulamaların listesi yapılmıştır.
Manchester’da Polymer Fibres 2002 seminerinde Japonya ve Kore’deki gelişmeler, nanoteknoloji ve jel-çekimi, katma-değeri yüksek liflerin pazarda kabulü ardındaki faktörler konuları işlenmiştir. Bu lifler ticarileştirilmelerinde yüksek yatırım maliyeti gerektirirler. Japonya’da sentetik liflerin üretimi birdenbire düşmüştür, fakat “süper-lif” ürünler hızla büyümektedir (Ward, Derek,2002).
Hongqin, Dai ve ark. (2002) tarafından alüminyum oksit-borat/PVA kompozit lifleri sol-jel işlemi ve elektro-çekim teknikleri kullanılarak hazırlanmıştır. İnce liflerin kalsinasyonundan (yakma, kireçleştirme) sonra yaklaşık 550 nm çapında alümin-borat oksitten ultra-ince lifler elde edilmiştir. Bu lifler SEM, XRD ve FT-IR mikroskopik yöntemleri ile analiz edilmiştir. Analizler sonucunda alümin-borat liflerinin morfolojisinin ve kristalin fazının kalsinasyon sıcaklığından önemli miktarda etkilendiği bulunmuştur.

Frankfurt’ta Mayıs 2002’de ikinci Avantex Sempozyumu’nda nanoteknoloji konusu tartışılmıştır. Bu teknoloji tekstil endüstrisinde az miktarda ticari etkiye sahip olmasına karşın, gelecekte daha fazla öneme sahip olacağı düşünülmektedir. Bu alanda dünya çapında yapılan araştırmalar yeni ürünler geliştirilmesine neden olmuştur. Örneğin Oklahoma University’de karbon lifinden 6 kat daha güçlü ve hafif ağırlıkta bir materyal geliştirilmiştir. Tekstillere antibakteriyal özellikler vermek için nanoteknoloji ile özel lifler geliştirilmiştir. Montmorillonite’dan yapılan nanoclay (nano-kil); bir hidrat sodyum kalsiyum alüminyum magnezyum hidroksit silikattır ve eşsiz özellikler yaratmak için polipropilen lifleri ile karıştırılabilir. Bir nanoliflerin ilk ticari üreticisi olduğunu iddia eden bir imalatçı “eSpin”dir. Bu imalatçı 20 ve 200 nm çapında lifler üretmektedir (Ward, Derek, 2003).
Akıllı tekstil uygulamaları alanında, “innovation” konsepti teknolojinin gelişimini tanımlar. 1950’lerde Almanya’da başlatılan mikrolifler ve ‘self ventilasyon’ poplinler buna bir örnektir. Spor aktiviteleri ve günlük aktivitelerdeki artış su itici, rüzgar itici ve çok fonksiyonlu kıyafetlere olan ihtiyacı artırmıştır. 80’li yılların ortalarında klima ortamı yaratan membran ve laminasyonlar geliştirilmiştir. Daha sonrasında mikrolif teknolojisinde gelişmiş nem yönetimi sağlanılmıştır. 40 yıl öncesinde geliştirilen buruşmaz kumaşlarda yeni üretim metotları geliştirilmiştir. 20-30 yıl öncesinde antibakteriyel kumaşlarda benzer şekilde ilerlemeler kaydedilmiştir. Bakteriyostatik- bakteriye dayanıklı özellikleri ile gömleklik kumaşlar üretilmiştir. ‘Inner Life’ ve UV ışınlarından koruyucu lifler geliştirilmiştir. Robers, Felix F. (2003) tarafından ‘Akıllı Tekstiller’ ve ‘Fonksiyonel Moda’ konularına değinilmiştir. Geleceğin trenleri ve nanoteknoloji alanındaki potansiyel araştırılmıştır.
Diğer bir kaynaktan alınan bilgiye göre, Avrupa populasyonunun %40'ı 2040 yılında 60 yaşın üzerinde olacaktır. Bu, tıbbi kaynakların daha fazla gelişmesine neden olacaktır. 'Telemedicine' alanı gelişecek ve bu sayede hastanın kıyafetinde tutulan sensorler ve telekomünikasyon sistemleri ile hastadan alınan tıbbi veriler toplanılacak ve doktora, hastaneye veya bu tıbbi bilgilerin değerlendirildiği yer olan tıbbi monitörleme istasyonuna iletilecektir. Mikrosistem teknolojileri ve nanoteknoloji bu alanda kullanılacaktır. Tekstil esaslı medikasyonda nanokapsüller ile kaplanılan tekstiller kullanılacaktır. Bu alanda Hohenstein'deki gelişmeler kaydedilmiştir (Hofer, Dirk,2003).
Özel tekstil ürünlerine, özellikle yüksek performans teknik ürünlere dünya çapında artan talep kaydedilmiştir. Dolayısıyla gelişmiş ve yeni özellikler kazandırmak için sentetik lif yüzeyinin daha fonksiyonel hale getirilmesi ve modifikasyonu için yeni metotların gelişimi üzerine yoğun araştırma çalışmaları yapılmaktadır. Bu metotlardan biri, tekstil bitim işlemleri için yenilikçi (innovative) bir metottur. Bu metotta organik polimerler ve seramiklerin avantajlarını birleştirici “organik olarak modifiye edilen seramikler” ile lif materyali modifiye edilir. Bu materyaller nanoteknolojinin bir parçasıdır. Spesifik yüzey özellikleri yaratmak için diğer bir yaklaşım tahrikçi-UV-ışık kaynakları kullanarak fotokimyasal ve/veya fiziksel modifikasyona dayanır. Bu özel ışık kaynakları modifikasyon işlemini sağlayan monokromatik ışın yayar (Textor, Torsten; Bahners, Thomas; Schollmeyer, Eckhard, 2003)
MIT (Massachusetts Institute of Technology)’de bir Ar-Ge tesisi olarak kurulan yeni Institute for Soldier Nanotechnologies (ISN)’nin kurucu ortakları arasında 9 büyük endüstriyel şirket bulunmaktadır. Bu enstitünün 6 öncelikli hedeflerinin gerçekleştirilmesi ve “askerlerin korunması ve hayatta kalmasının” ilerletilmesi için yeni teknolojilerin kullanımı ve geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu hedefler; tehlikenin ortaya çıkarılması ve nötralize edilmesi, gizleme, tıbbi tedavinin otomasyonu, gelişmiş insan performansı ve alandaki standart donanımların ağırlığının azaltılması ile azaltılan lojistik ayakizidir. Nanoteknoloji ile hafif ağrılıkta moleküler materyaller DuPont tarafından çalışılmıştır ve mümkün uygulamalar; kamufule edici renk değişimi için “akıllı” fonksiyonel ürünler, hafifliğin sağlanması, yara bölgesinde örtülerin tıbbi kullanımı ve kurulu bölge ve fiziksel koşullar için sensorleri kapsar. Ayrıca radyo komunikasyon materyalleri ve balistikler ve şarapnel koruma gibi daha ileri kullanımlar araştırılmaktadır. Aynı zamanda askeri uygulamalar polisler, itfaiyeciler ve acil servis personelleri için de kullanım alanı bulmaktadır (Anon, 2003).
Kaplama ve laminasyon şirketi Rossendale Combining (UK) tarafından yara yönetimi konulu sempozyumda tekstil lifleri ile köpük, film ve adhesifler gibi materyallerin kombinasyon potansiyeli ve sağlık ve yara yönetim ve bakım ürünlerinde nanoteknoloji uygulamaları konuları işlenmiştir (Fisher, Geoff, 2003).
Hai, Lin ve ark.(2003); polimer maktriks içerisinde inorganik partiküllerin sentezi ile homojen inorganik-organik materyallerin, özellikle kompozit liflerin kolay bir imalat yöntemini geliştirmişlerdir. Nano büyüklükte manyetit partiküller; sodyumhidroksit çözeltisi ile Fe+2 ve Fe+3 iyonları karışımının veya Fe+2 iyonlarının çöktürülmesi ile polivinil alkol (PVA) çözeltisi içerisinde sentezlenmiştir. Sonuç olarak, ortalama 20 nm çapında manyetit partiküller; PVA’nın şelatlama kapasitesi ve üç boyutlu strüktürü nedeni ile çözelti içerisinde homojen olarak dağıtılmıştır. Döküm metodu ile saydam filmler elde edilmiştir. Ayrıca manyetik PVA liflerinin 6 çeşidi; manyetit nanopartikülleri içeren çözeltilerden yaş çekim metodu ile hazırlanmıştır. Maksimum %17,63 ağırlık oranında demir iyonları içeren bu lifler başarıyla üretilebilirler ve mükemmel manyetik özellikler gösterirler.
Gelecekte giyenlere, kullananlara örtme ve süslemenin yanında, başta sağlık, güvenlik ve enformasyon alanlarında olmak üzere, başka hizmetler de sunabilen çok fonksiyonlu akıllı (interaktif) tekstil ürünlerinin üretimi ve kullanımı artacaktır. Gerçekten de bana göre şu anda geleceğe yönelik yaşanan en önemli gelişme budur. AB, ABD ve Japonya üniversite ve araştırma merkezlerinde hani harıl bu konu üzerinde çalışılmaktadır. Şu anda yoğun olarak araştırılmaya, geliştirilmeye başlanılmış bulunan çok fonksiyonlu akıllı (interaktif) tekstil ürünleri, 15-20 yıl içerisinde pazarın yıldızı bu ürünler olacaklardır. Ciddi ArGe çalışmalan sonucu geliştirilecek bu ürünlerde know-how da önemli rol oynayacağından, bunların üretimi uzun yıllar güçlü Ar-Ge imkanlarına sahip bilgi toplumu ülkelerin tekelinde kalacak ve dolayısıyla sağladıklan katma değer de en yüksek olacaktır. Avrupa ve Amerika artık tekstil ve konfeksiyonu bırakıyor. Belki moda ve marka ürünleri de bırakacaklar. Artık onlar akıllı çok fonksiyonlu tekstiller üzerine yoğunlaştılar. Çok fonksiyonlu akıllı tekstiller örtünme ve süslenmenin ötesinde koruma, sağlık ve enformasyon sağlayacaklar. Bu alanda çok büyük rakamlar konuşuluyor. Örneğin ABD geleceğin askeri elbiselerini araştırması için bir tekstil enstitüsüne 70 milyon dolarlık bütçe ayırdı. Uzun vadede Türkiye'nin yapması gereken de bu en kıymetli ürün grubunun üretimine yönelmesi ve bunu yeni teknolojiler üreterek başarmaya çalışmasıdır.

[wahidi]

karadeniz teknik üniversitesi makna.müh. öğrencısyım. bıtırme konum olan nanoteknoloji ve uygulamaları hakkında elınızde turkce kaynak varsa yollayabılırmısınız?

[goldman]

Öncelikle nanoteknoloji hakkında türkçe kaynak bulamzsınız çünkü yabancı kayanak bile yok denecek kadar az. Şu anda laboratuvar aşamasında bulunan bir teknolojidir ama [Misafirler Kayıt Olmadan Link Göremezler Lütfen Kayıt İçin Tıklayın ! ] adresinde teknik tekstiller bölümünde çok pahalı ve kaliteli e-booklar görmüştüm...

Buradaki bilgiler mühendislik için çok hafif ve yüzeysel kalıyor isterseniz bir göz atın...