Katalog

Tekstil endüstrisinde nanoteknoloji uygulamaları: Kendini temizleyebilen tekstiller Teknik bir buluşun özgün değeri çok yüksek olabilir ancak sosyal yaşam içindeki önemi pratik olarak yaşama ne kadar nüfuz edebilirse o ölçüde artmaktadır. Bu gerçeklik, boyutları yaklaşık olarak 1–100 nanometre (nm) aralığında değişen malzemelerin üretildiği, bu boyutta alet ya da cihazların geliştirildiği, nano boyutlardaki malzemelerin incelendiği nanoteknoloji araştırmaları için de geçerlidir. Doç.Dr. Nihal Sarıer (İstanbul Kültür Üni.) Prof.Dr. Emel Önder (İstanbul Teknik Üni.) Süper su itici kendini temizleyebilen tekstil arihsel süreç içinde tekstil ürünlerin yaygın olarak üretimi, kullanılması ve buna bağlı olarak tekstil endüstrisinin dünya ekonomisinin sıçrama yapmasına önemli ölçüde katkıda bulunması esas olarak 1760’larda başladı, hızlanarak yirmi birinci yüzyıla ulaştı. Bugün tekstil teknolojisi, özellikle bilişim sektörünün gösterişli ve yaşamımızı kolaylaştıran teknolojilerinin yanında eski bir teknoloji olarak algılanıyor. Tüketicinin kolayca ulaşabildiği sonsuz sayıda tekstil ürün, nitelikleri bakımından benzer özelliklerdedir. Yaşam kalitesini ileriye götürebilecek ve dünyadaki yaşamın sürdürülebilirliğini destekleyecek tekstil ürünlerin geliştirilmesi ve ekonomiye kazandırılması için üniversitelerde, araştırma merkezlerinde ve endüstride yoğun çalışmalar büTekstillere mekanik yük bir yarış içinde sürmektedir. dayanım, nefes alabilirlik, Yaklaşık olarak 150 yıl ara ile orsu iticiliği, güç tutuşurluk, taya çıkan tekstil teknolojisi ve nanoteknolojiyi birleştirerek yükmikroplara karşı direnç, sek nitelikte teknik tekstil üretimi elektriksel iletkenlik, için çaba gösteriliyor, bu sayede teknolojik ve ekonomik faydanın elektromanyetik yanı sıra doğal çevreye etkileri bakalkanlama gibi özellikler kımından da büyük yararlar sağkazandırılmakta lanması bekleniyor. Bu çabaların bir sonucu olarak, tekstil endüstrisi, nanoteknoloji buluşlarının uygulandığı ilk alanlardan biri oldu. Tekstil endüstrisinde nanoteknoloji uygulamalarında pratik olarak 100 nm boyuta ulaşılabiliyor, tekstillere mekanik dayanım, nefes alabilirlik, su iticiliği, güç tutuşurluk, mikroplara karşı direnç, elektriksel iletkenlik, elektromanyetik kalkanlama gibi özellikler kazandırılmakta, bu özelliklere her gün yenileri katılmakta. Teknik tekstiller alanında büyük gelişmeler görülüyor: Dünya pazarlarında, nanoteknoloji uyarlanmış tekstil ürünlerinin ekonomik hacmi 2007’de 480 milyon $ (750 milyon TL’ye) ulaştı. 2015’e gelindiğinde nanoteknolojinin tekstil endüstrisindeki uygulamalarının 5 milyar $ (7,5 milyar TL) değerine ulaşacağı; savunma, tıp, elektronik, sağlık, otomotiv ve ev tekstilleri başta olmak üzere tekstil ürünlerin en az % 25’nin nanoteknolojik özellik kazandırılmış hale geleceği öngörülmektedir. T KENDİNİ TEMİZLEYEN TEKSTİLLER Nanoteknoloji esaslı tekstil uygulamalarından birisi CBT 1207 / 14 7 Mayıs 2010 “kendini temizleyebilen tekstiller”dir. Kendini temizleyebilen tekstil, bilinen çamaşır ve giysi temizleme malzemelerini kullanmaya gerek olmadan temizlenebilen bir yüzeye sahiptir. Lotus ( Nilüfer çiçeği) yaprağı Kendini temizleyebilen tekstil yüzeylerin esas olarak foto katalitik ve süper su itici olmak üzere iki tipi bulunmaktadır: Foto katalitik nano malzemelerle yüzey kaplama: Bu tür kendini temizleyebilen tekstillerde, nano boyutta titanyum dioksid (TiO2) yüzeye bir tabaka halinde uygulanır. TiO2, kir içindeki yağ ve benzeri organik moleküllerin güneş ışığı altında oksijen ile tepkimeye girerek parçalanmasını katalizler, su (H2O) ve karbon dioksite (CO2) dönüşerek ortamdan uzaklaşmalarını sağlar. Burada yüzeyde kaplama halinde bulunan nano TiO2 katalizör görevi gördüğü için tepkimelerde kullanılmaz, miktarı azalmadan uzun süre işlevini sürdürebilir. Benzer uygulamalar için, çinko oksid (ZnO) de denenmektedir. Süper su itici “Lotus etkili” nano malzemelerle yüzey Peter Forbes ( 2008) SelfCleaning Materials: Lotus LeafInspired Nanotechnology, Scientific American Magazine. kaplama: Jenna M. Eason, Tushar K. Ghosh (2008) Superhydrophobic and SelfKendini temizleyebilen süper su itici malzemelerin öy Cleaning Textiles, Technical Textiles, TT 581. küsü doğada lotus bitkisinin yapraklarında başladı Tanveer Malik, Shriraj Nogja, Purva Goyal ( 2010) Self cleaning tex(Nelumbo nucifera: Nilüfer çiçeği). Çamurlu sularda ya tile an overview, www.fiber2fashion.com şayan lotusun yaprakları kir tutmaz, üzerindeki su damlacıkları yüzeyden kolayca kayarak uzaklaşır. Dr. Wilhelm Barthlott (Bonn Üni., Almanya), gökdelen camlarının yüzeyinin kolayca kirlenmediğini, bu olayın lotus yapraklarının temizliğine benzer olduğunu gözlemledi. 1970’lerde gelişen Taramalı Elektron Mikroskopi (SEM) teknikleri sayesinde lotus yapraklarını inceledi. Mumlu ve pütürlü lotus yaprakların yüzeyinde su damlalarının tutunamadığını, yüzeyle 90 derecelik açı yapan su damİğneli bir yatak gibi, taşıyıcı bin matrise gömülen milyarlarca nalalarının arasına hava kabarcıkları sıkıştığında notanecik (<100nm) su,yağ ve bu açının 150 dereceye kadar çıktığını, damtozları uzak tutar laların su sevmez yüzeyden kayarak uzaklaştığını Temas yüzeyinin minimum olmabelirledi. Bu fiziksel olayı “Lotus Etkisi” olarak sı, kir parçacıklarının bir kaç su damlası ile yuvarlanarak uzakadlandırdı. laşmasını sağlar Su emme gücü çok yüksek olan pamuklu kumaşlara Lotus yaprağının özelliklerini taklit ede Dış mekânlarda örneğin bir şemsiye kumaşı olarak kullanılan Lotus etkili bir tekstil bilecek özellikler kazandırıldı. Lotus etkili kendini temizleyebilen tekstillerde, mikroskobik olarak yüzey pürüzlüdür ve aşırı ölçüde su iticidir. Kir ve toz zerrecikleri yüzeyde tutunamaz, sonuçta yağmur altında ya da sadece su ile ıslatılarak temizlenebilir. Bu amaçla karbon nano tüpler, nano boyutta gümüş tanecikleri kullanılarak pamuklunun yüzey özellikleri süper su itici hale getirildi. Kendini temizleyebilen yüzeyin su ile temas açısı 150 dereceden büyük, yüzeydeki pürüzler sayesinde sıvı damlaların yuvarlanma açısı 30 dereceden küçüktür. Böylece su ve her türlü sıvı damla yüzeyden yuvarlanarak uzaklaşırken kir ve toz taneciklerini de birlikte sürükleyebilecek bir özellik kazandı, aynı zamanda kir, toz, koku itici ve uygun koşullar kalmadığı için antibakteriyel hale geldi. Kendini temizleyebilen tekstillerin kullanılabileceği ürünler askeri giysilikler, mutfak giysilikleri, tıbbi giysilikler, inşaat ve arazi giysilikleri olarak öne çıkmaktadır. Kullanım kolaylığı, temizleme işlemlerini, su ve deterjan tüketimini azaltması, yıkanmadan kullanılması gereken tekstillerin kullanım süresini uzatması gibi üstünlükleri olan kendini temizleyebilen tekstiller, 2011’den itibaren tüm dünya pazarlarında aranan ürünler arasında yerini alacak teknik yeterliğe ve seri üretim düzeyine ulaştı. Tekstillere nanoteknoloji uyarlayarak, katma değeri yüksek ürünler üretilmesi ülkemizdeki tekstil sektörü için de önemli bir gelişme aracı olarak dikkat çekicidir. Kaynaklar: