Akıllı Giyim Teknolojisi Nedir ve Nasıl Çalışır?

Giysiler; renkleri değiştirmek, güneş ışığını engellemek, tıbbi veri toplamak, titreşim yaymak ve hatta özel mesajları görüntülemek için teknolojinin yardımıyla yeniden tasarlanabilir. Bu yazımızda kumaş teknolojisi ve akıllı kumaşlardaki en şaşırtıcı gelişmelerden bazılarını sizlerle paylaşmak istedik.

Zincirden Örülmüş Akıllı Kumaş

Zincirden örülmüş zırhlar Orta Çağ’da kullanıldı ve modası geçti, değil mi? Aslında hayır, yalnızca başka bir şeye dönüştüler.

2021’de Nanyang Teknoloji Üniversitesi’ndeki (NTU) mühendisler, komuta edildiğinde yumuşaktan serte giden ve sert olduğunda kendi ağırlığının 50 katı yük taşıyan zincirden örülmüş zırh benzeri bir malzeme yarattılar.

Kumaşı oluşturmak için ekip, içi boş plastik veya 3D baskılı alüminyum parçacıkları birbirine kenetleyerek, şekil değiştirmelerine ancak sertliklerini korumalarına izin vererek bir araya getirdi.

Sertleşmelerini veya gevşemelerini sağlamak için elektromanyetik alanlarla ayarlanan benzer kumaşların aksine, sıkışma geçişini kullanır. Bu, bir torba vakumla kapatılmış pirincin sertleşmesine neden olan ilkeyle aynıdır, çünkü tahılların hareket edecek yeri yoktur. Parçacıklar benzer şekilde vakumlu torbalara kapatılır. Kumaş, sert olduğunda iki libreye kadar ağırlığı destekleyebilir; bu, bugüne kadar tasarlanmış diğer tüm akıllı kumaşlardan daha fazladır.

Bu kumaş için potansiyel uygulamalar arasında koruyucu zırh, hasta iyileştikçe sertliği değiştiren uyarlanabilir kalıplar, yuvarlanabilen ve daha sonra yerine sertleştirilebilen köprüler ve potansiyel olarak hareketlilik sorunları olanların normal şekilde yürümesine izin veren dış iskeletler yer alıyor.

Kendi Kendini Temizleyen Giysiler

2016 yılında, Avustralya’daki Royal Melbourne Teknoloji Enstitüsü’ndeki bilim adamları, bir kumaş parçasının pamuk lifleri üzerinde bakır ve gümüş nanoyapıları büyüterek kendi kendini temizleyen bir kumaş geliştirdiler. Metal nanoyapıların tekstil üzerine yerleştirilmesi işlemi, pamuklu kumaşın asidik bir kalay klorür çözeltisi kullanılarak astarlanmasını, ardından kumaşın bir paladyum tuzu çözeltisine daldırılmasını ve böylece lifler üzerinde kendiliğinden paladyum (nadir bir metal) çekirdeklerinin oluşmasını içeriyordu. Son olarak, bakır ve gümüş banyoları, fotoaktif metal nanoyapıların büyümesine yol açtı.

Bu nanoyapıların metal atomları ışıkla heyecanlanır. Işığa maruz kaldığında, malzeme organik maddeleri parçalayabilir, altı dakikadan daha kısa bir sürede lekeleri ve kiri temizleyebilir. Ayrıca gümüş nanopartiküller bakterileri öldürerek kokuları önlemek için kullanılmıştır, ancak belirli koşullar altında toksik iyonlar haline gelebilirler.

Buluş, zirai kimyasallar ve farmasötikler gibi katalize dayalı endüstrilerde faydalı olabilir, ancak tekniği geliştirmek ve özellikle metal nanopartiküllerin atık suya salınmamasını sağlamak için yapılacak daha çok iş var.

Serinleten Kumaşlar

Soğutmak için klima ve elektrikli fan kullanmak, binalarda kullanılan toplam elektrik tüketiminin yaklaşık %20’sini oluşturuyor. Peki ya insanlar ısınmaktan kaçınabilseydi?

2020’de, Stanford Üniversitesi’nden (ABD) ve Nanjing Üniversitesi’nden (Çin) bir araştırma ekibi, insan derisi üzerinde serin hissettiren, kendisine çarpan güneş ışığının %95’ine kadar yansıttığı bir kumaş olan birkaç ipek parçasını yansıtacak şekilde değiştirdi. Bu şekilde, ipeğin güneş ışığında çevredeki havadan 3,5°C daha soğuk kalmasını sağladılar.

Bilim adamları bunu ipek liflerine alüminyum oksit nanoparçacıkları ekleyerek başardılar. Bu nanopartiküller, güneş ışığının ultraviyole dalga boylarını yansıtabiliyor ve cildi pamuklu giysilerden yaklaşık 12,5 °C daha serin tutarak bunu kanıtladı.

İlk olarak, bilim adamları ürünü test etmek için silikon deriden yapılmış simüle deri kullandılar. Tasarlanmış ipeği simüle edilmiş cildin üzerine örttüklerinde, cildi doğrudan güneş ışığı altında doğal ipeğe göre 8°C daha soğuk tuttu.

Daha sonra, mühendislik ürünü ipekten uzun kollu bir gömlek yaptılar ve bir gönüllüden bunu 37°C’lik bir günde güneşte dururken giymesini istediler. Araştırmacılar, kızılötesi görüntüleri analiz ederek, modifiye edilmiş ipeğin doğal ipek veya pamuklu tekstiller kadar ısınmadığını keşfettiler.

Bir yıldan fazla bir süre önce, Manchester Üniversitesi Ulusal Grafen Enstitüsü’nden bir araştırma ekibi, grafenin kızılötesi emisyonundan (enerji yayma yeteneği) yararlanarak ısıya uyarlanabilir giysiler için yeni akıllı tekstiller tasarladı.

Enerji Toplayan Giysiler

2016 yılında Atlanta’daki Georgia Institute of Technology’den araştırmacılar, hem güneş ışığından hem de hareketten enerji toplayan bir kumaş yarattılar.

Kumaşı yapmak için ekip, lif bazlı triboelektrik nanojeneratörlerle hafif polimer liflerden yapılmış güneş pilleri olan; dönme, kayma veya titreşim gibi mekanik hareketlerden az miktarda elektrik gücü üreten yün ipliklerini bir araya getirdi.

Kumaş 320 mikrometre kalınlığında ve son derece esnek, nefes alabilir ve hafiftir. Ekip, bir gün çadırlara, perdelere ve hatta giysilere entegre edilebileceğini düşünüyor.

Bir gün bu teknoloji, hareket halindeyken telefonlarımızı şarj etmemize bile yardımcı olabilir.

Programlanabilir Lifler

Haziran 2021’de Massachusetts Institute of Technology’deki mühendisler, verileri kıyafetlerimizde taşımamıza izin verebilecek programlanabilir lifler geliştirdiler.

Lifler, birbirine elektriksel olarak bağlı silikon yongalardan yapılıyor. Bu şekilde, ekstra güç olmadan iki aya kadar sürebilen belirli bir dosya depolama kapasitesine sahip olabiliyor.

Kıdemli araştırmacı Yeol Fink’e göre, bu dijital fiberler, fiziksel performansı izlemek ve özellikle bir sinir ağını entegre ettikleri takdirde muhtemelen hastalıkları tespit etmek için sensörler olarak da işlev görebilir. Bir sinir ağı, kullanıcının faaliyetini ve vücut modellerini tahmin etmeye yardımcı olabilir ve nihayetinde bir solunum veya sağlık sorununun erken tespitini sağlayabilir.

Biyometri İzleme Kıyafetleri

Fitness saatleri, aktivitenizi, nabzınızı, uyku alışkanlıklarınızı vb. izleyebilen tek giyilebilir cihaz değildir. Bunu sensörler aracılığıyla yapan spor kıyafetleri, iş kıyafetleri, pijamalar ve hatta iç çamaşırları da var.

Ödüllü akıllı tekstil şirketi Myant tarafından oluşturulan iç çamaşırı, bir uygulamayla bağlantı kurarak stres düzeylerini, hareketsiz kalma süresini ve giyilebilir cihazlar için diğer yaygın seçeneklerin yanı sıra yumurtlama ve sürücü yorgunluğunu da ölçüyor.

2020’de MIT araştırmacıları, kullanıcının yaşamsal belirtilerini izleyen ve uzaktan sağlık alanında bir sonraki büyük devrim olma potansiyeline sahip yıkanabilir bir sensör de yarattı.

İsviçre’deki Empa araştırma merkezi, hareketsiz hastalarda yatak yaralarını önlemek için cildin dolaşımını kontrol etmek için optik fiberleri akıllı tekstillere entegre etti.

Danimarkalı Edema ApS şirketi, bacak hacmindeki değişiklikleri tespit etmek için modifiye edilmiş yıkanabilir çoraplar yarattı; bu, özellikle vücudun o bölgesinde sıvı birikmesi veya potansiyel kan pıhtıları olan hastalar için kullanışlıdır.

Gördüğünüz gibi, akıllı giysiler için üzerinde çalışılan uygulamaların çoğunun yakında ortaya çıkması bekleniyor. Akıllı giysiler henüz ana akım olmasa da günün birinde, giyimimizde devrim yaratacaklar gibi gözüküyor.