Katalog

Giyilebilir Elektronik Tekstiller Tekstil, kimya, malzeme ve elektronik alanlarında çalışan araştırmacıların ortak bir noktaya odaklanması ile evrimleşen, bilim dallarının işbirliği yapmasının çok değerli bir ürünü olan gelecek nesil lifler ve kumaşlar hızla yeni akıllı sistemlerin keşfedilmesine imkân sağlıyor. Örneğin son birkaç yıldır elektronik ve tekstil sektörlerinin en çok ilgi çeken konuları arasında bulunan “giyilebilir elektronikler” elektronik çağında bir sıçrama yaratacak nitelikte görülüyor. Yrd.Doç.Dr. Nihal Sarier, İstanbul Kültür Üniversitesi; Prof.Dr. Emel Önder İstanbul Teknik Üniversitesi Giyilebilir elektronik tekstiller”, sıcaklık değişimi, ışık, nem gibi çevresel uyarıcıları saptayabilen, bu uyarıcılara tepki verebilen, kendini dış ortam şartlarına göre değiştirebilen, veri depolayabilen, bu verileri iletişim ve bilgi üretmek amacı ile kullanabilen malzemelerdir. Bu anlamda, insanın duyu, hareket, iletişim, eyleme geçme, çevre koşullarına ayak uydurma gibi yaşamsal faaliyetlerine destek verecek niteliklere sahip olacak akıllı teknolojiler olarak algılanır. Kan basıncı, kalp ve nabız, kanda şeker seviyesi, beyin fonksiyonları gibi sağlık değişkenlerinin uzaktan gözlenmesi, herhangi bir tehlikenin sezilmesi ve yardım isteme gibi güvenlik uygulamaları, ağ üzerinden iletişim ya da kişisel iletişim gibi amaçlar için veri alma ve gönderme becerilerinin giysi sistemine kazandırılması ilk örnekler arasında yer almaktadır. “Giyilebilir elektronik tekstiller”, genel olarak bir kumaşın içine mikroişlemciler, Işık Yayan Diyotlar (LED’ler), GPS bileşenleri, çeşitli algılayıcılar ve erişim sistemleri gömülerek üretilen, elektronik iletkenliği olan yeni türde teknik tekstiller olarak araştırmacıların, endüstrinin ve modacıların üzerinde yoğun bir şekilde çalıştığı giysi sistemleridir. Resim 1’de, bir kumaşa çeşitli elektronik aygıtların gömülmesi ile üretilen giyilebilir elektronik “ (a) (b) Resim 1. (a)Arazi ve dağ yürüyüşleri için geliştirilmiş özellikle yön bulma ve iletişim olanağı sağlayan bir elektronik ceket (www.intertechpira.com); (b) kalp ve damar hastalıklarını teşhis ve takip için Philips ve Nokia tarafından geliştirilmiş bir atlet. (www.philips.com ) kapama (anahtarlama) ve genlik arttırma (amplifikasyon) işlevleri kazandırılmak istenmekte, yani transistör yapılmaya çalışılmaktadır. Transistörler en karmaşık elektronik devrelerin de temel yapı taşları olduğu için, tekstil transistörler bir kez üretildikten sonra diğer elektronik fonksiyonları yaratmak görece kolaydır. Resim 3. ‘Bubelle’ ismi verilen köpük giysi, Philips Elektronik’in 2006 yılında ödül alan kumaşından esinlenerek oluşturulmuş bir giysi (www.philips.com ) Bu amaçla yeni geliştirilen polimer esaslı “organik alan etkili transistör (organic sistor iplikler örneğin örme yöntemi ile tekstil bir yapıya field effect transistor =OFET)” lerin tekstillerin imalat sü dönüştürüldüğünde her düğüm bir sensor ya da bir LED reci ile tümüyle uyum gösterebildiği anlaşılmıştır. OFET, haline gelmiş olur. Bu yolla minyatür devrelerden oluşan ler organik yarıiletken olarak tanımlanan polimer bileşik esnek ve giyilebilir bir elektronik platform yaratılır lerdir. Bir yandan elektronik aygıt yapımında kullanılan (Resim 2). yarıiletkenlerin elektronik özelliklerine, öte yandan plasGeleceğe yönelik tasarım çalışmalarında üçüncü bir tik polimerlerin esneklik gibi mekanik özelliklerine sahip çalışma alanı elektronik ve moda tasarımcılarının ortak olmaları onları tekstil transistör yapımına uygun bir aday bir ürünü olan “Deri Giysi” sistemleridir. Philips haline getirmiştir. Elektronik, “Deri Giysi” çalışmalarına önemli ölçüde kayBu polimerlerden silindirik geometriye sahip organik nak ayrılıyor. Buradaki tasarımcıların giyilebilir elektroince bir film halinde (Dr. Annalisa Bonfiglio, Cagliari nik tekstillerden beklentisi bilim, teknoloji ve endüstriÜniversitesi, İtalya) transistör üretimi başarılmış, böylece nin beklentilerinden biraz daha farklı. Onlar geleceğin giydokuma ya da örme gibi bir tekstil işleminde kullanılabi silerinin “akıllı” olmaktan ziyade “duyarlı” olmasını tercih lecek bir transistör elde edilmiştir. Silindirik OFETlerde ediyor. Duygularımızı ve kişilik özelliklerimizi yansıtabilmetalden imal edilmiş bir iplik ince bir tabaka poliimid mek için giysi sistemlerini kullanmanın iletişim kurma bepolimer ile kaplanır. Bu metal çekirdekli iplik, yapının cerilerimizi arttıracağını savunuyorlar. “anahtar” kısmını Örneğin Resim 3’te görülen giysi sistemi, insanın duyo l u ş t u r m a k t a d ı r . gularına göre renk değiştirecek şekilde oluşturulmuş. Bu Metal ya da iletken bir “Köpük Giysi” iki katmandan oluşuyor. İçteki katmanda polimerden üretilen biyometrik alıcılar kişinin duygularını toplayarak kaydediyor, duygularla renkleri eşleştiren bir yazılım vasıtası ile dış katmana farklı renk komutlarını gönderiyor. Giysinin dış yüzeyi kişinin duygularına göre renk değiştiriyor. Kısaca özetlediğimiz giyilebilir elektronik tekstil araştırmalarının tümü kuşkusuz zaman alan, zor ve pahalı çalışmalardır. Ancak teknik ve sosyoekonomik alanlarda gerçek bir devrim yaratma olasılıkları da çok yüksektir. Ülkemizde teknik tekstillerden akıllı ürün geliştirme ça(a) (b) lışmaları yapan araştırmacı ve girişimciler için ETEKSResim 2. (a)Poliimid taban ile bütünleşik olarak üretilmiş OFET TİLLERİN ve GİYİLEBİLİR ELEKTRONİKLERİN öneprototip. Devre santimetreden daha küçük bükülme yarıçaplarınmini vurgulamalıyız. da da işlevselliğini korumaktadır; (b) Tekstil yüzeye yakından bakıldığında her düğüm bir transistör olacak şekilde örüldüğü görülür (Kaynak: Nature Materials, 1 Nisan 2007.) Kaynaklar: 1. Annalisa Bonfiglio, Danilo De Rossi, Tünde Kirstein, Ivo R. Locher, Fulvia Mameli, Rita Paradiso, Giovanni Vozzi, Organic Field Effect Transistors for Textile Applications. IEEE TRANSACTIONS On Information Technology In Biomedicine, 9(3) ( Eylül 2005). 2. Mahiar Hamedi, Robert Forchheimer , Olle Inganäs, Towards woven logic from organic electronic fibres. Nature Materials, 6, 357 362 (2007). 3. http://www.philips.com CBT 1152 / 12 17 Nisan 2009 tekstillerden örnekler görülmektedir. Öte yandan, en yeni ve en ilgi çekici yaklaşım, tekstil malzemelerin “giyilebilir elektronik” sistem haline getirilmesidir. Bu tekstiller “etekstil” olarak da isimlendirilir. Etekstile, ilk ve en temel fonksiyon olarak devre açma “kaynak” ve “kanal” polimer tabana yapıştırılır, son olarak “organik yarıiletken” malzeme buharlaştırma ya da yumuşak litografi yöntemleri ile en üst tabakaya eklenir. Böylece OFET transistor elde edilmiş olur. OFET, lerin bilinen geleneksel transistörlerin elektronik özelliklerini tümü ile taşıdığı kanıtlanmıştır. Silindirik OFET tran