Akıllı Tekstiller ve Sınıflandırılması

Akıllı tekstiller, çalışma alanı olarak çok farklı disiplinlerde kendine yer bulmaktadır. 

Son yıllarda hemen hemen bütün ürünler akıllı ön ekiyle kullanılmaya başladı. Akıllı telefonlar, akıllı evler, akıllı arabalar gibi; Tekstil sektörü de bu akıllanmadan payını aldı ve tekstillerin ve elbiselerin akıllanması süreci başladı. 

Tekstil tarihi, binlerce yıl öncesine uzanmasına rağmen, devrim niteliğindeki gelişmeler son elli yıl içinde gerçekleşmiştir. Bu gelişmelerin çoğu, askeri alanlarda yapılan araştırmaların sonucunda ortaya çıkmıştır. Fiberglass yapılar, kurşun geçirmez yelekler, kimyasallara karşı koruyuculuk sağlayan giysiler, uçaklarda kullanılan malzemeler gibi akıllı tekstillerin ilk uygulamalarının, askeri ve ilgili alanlarda yapılan Ar-Ge çalışmaları sonucunda ortaya çıkmıştır. Özellikle savunma sanayii öncülüğünde başlayan bu çalışmalar, hayatın diğer alanlarına hızla yayılmaktadır. Askeri alanda askerleri tüm dış etkenlerden koruyacak ve onlar hakkında sağlık, konum vb. konularda sürekli bilgi akışı sağlayacak akıllı giysiler üzerinde çalışmalara başlanmıştır. Günümüzde askerilerin giysilerinde istenen en önemli özellikler, giysinin içinde iletişim donanımının olması, giyenin fiziksel durumunun takip edilmesi, askerin sürekli yerini bildirmesi, çevreden gelen ışığı algılayabilecek ve buna göre kamuflaj düzenini algılayabilecek, ateşli silahlara, radyasyona, kimyasal ve biyolojik maddelere karşı koruma sağlayabilecek ve tabii tüm bu özelliklerinin yanı sıra, askerin manevra kabiliyetini kısıtlamayacak tarzda hafif olan giysiler tasarlanmaktadır. Günümüzde telsiz taşıyan askerlerin en önemli sorunu, telsizin üzerlerinde yarattığı ağırlıktır. Bu ağırlığın en önemli sebebi de, telsiz içindeki pillerdir. Askeri tekstil malzemelerine bilgisayar mikroçiplerinin entegrasyonu ve bunların bir ağa bağlanması sonucu askerler ile birebir bağlantı kurulması sağlanmıştır. Bunun yanında da, GPS (Küresel Konumlama Sistemi-Global Positioning System) adı verilen bir sistemle de, her bir askerin nerede olduğu uydu yardımı ile bulunabilmektedir. Aynı zamanda bazı tekstil malzemeleri de, vücut ısısı düştüğü zaman, vücuda ısı takviyesi yaparak vücut ısısının belli bir sınırın altına düşmesini ve donmayı engellemektedir. Du Pont, Massachusetts Institute of Technology (MIT) ile birlikte, askerleri yararlandıklarında tedavi edecek, kimyasal ve biyolojik silahlara karşı koruyacak giysiler geliştirmek üzerinde çalışmaktadır. 

Farklı iplik kesitleri (oval, kare veya üçgen) kullanılarak, giysiyi giyeni dış ortam sıcaklığındaki değişimlere karşı, genişleyip daralarak, ısıtan veya soğutan kıyafetler üzerinde araştırmalar yapılmaktadır. Özel boyanmış iletken lifler kullanılarak, elektrik sinyaliyle renk yansıma kalitesinde değişim elde edilmekte ve giysi rengi değiştirilebilmektedir. Bu tip bir özellik değişken bitki örtüsünde savaşan askerlerin arazide kamuflajlarına çok uygundur. Askerler için düşünülen bu tip koruyucu akıllı giysiler, aynı zamanda polis ve itfaiyeciler için de kıyafetlerin kullanım alanlarına göre uyarlanabilmektedir. Son altı yıl içinde elektriği iletebilen polimerlerin giysilerin birleştirilmesine yönelik çalışmalar sonucu sporculara yaptıkları hareketlerin yanlış olduğunu bildiren, zamanla doğru refleksleri kazanmalarına yardımcı olan akıllı bir dizlik geliştirilmiştir. Dizliğin amacı sıçrama, ani durma ve yön değiştirme gibi hareketlerin sıkça yapıldığı kayak, basketbol, tenis, futbol gibi sporlarda, tedavisi oldukça uzun ve masraflı olan ön çapraz bağ yaralanmalarını önlemektir. Dizliği giyen kişi bu bağları tehlikeye sokacak bir hareket yaptığında, kumaşın esnemesiyle birlikte, dizliğin içinde bulunan polimerlerde değişen elektrik yükü, bir uyarıcıyı harekete geçirerek giyen kişinin yanlış hareket yapmasını önlemektedir. 

Freudenberg firması, 0,01 dtex inceliğinde naylon-polyester mikroliflerden nonwoven kumaş üretimine başlamıştır. Bu kumaşın doğa sporlarında kullanılan giysilerde kullanımı amaçlanmaktadır. Hafif havlı ve şeftali yüzeyine benzer bir tüylü yüzeyi vardır. Yumuşak, buruşmaz ve terlemeyi kontrol etme özelliği bulunmaktadır. Teri bedenden uzaklaştırabilmekte ve ultraviyole (UV) ışınlara karşı koruma özelliği bulunmakta ve yıkamadan etkilenmemektedir. Hafif ve nefes alabilir yapıdaki kumaş rüzgarı kesme özelliğine de sahiptir. Bu kumaşın ağırlığı 120 g/m² olup, gramajı 200 g/m² olan bir kumaşla aynı ısı faktörüne sahiptir. Diğer bir deyişle % 40 daha hafif olan kumaş, % 30 oranında daha çok ısıtmaktadır. Gelecekte giysiler sadece gerektiği gibi kişileri sıcak veya serin tutmakla kalmayacak, aynı zamanda yetenekleri sayesinde dış etkiler-tehlikeler konusunda kişileri uyarabilecek, zararlı etkilerden koruyabilecek, vücut fonksiyonları hakkında bilgi verebilecek, tedavi amaçlı kullanılabilecek, kaybolduğumuzda bulunduğumuz yeri saptayabilecek ve fiziksel olarak herhangi bir aktiviteyi yerine getiremediğimiz durumlarda ihtiyaç duyduğumuz kişiler ile iletişim kurmamızı sağlayabilecektir. Akıllı tekstillerin yaygınlaşması sonucu deterjan, ütü, ütü masası, çamaşır makinesi gibi bir çok sektör derinden etkilenecek belki de tarihe karışacaktır. Bu değişimden moda sektörünün de önemli oranda etkileneceği beklenmektedir. Modanın temelini oluşturan kumaş ve kumaşın temelini oluşturan iplik ve elyaf teknolojilerindeki gelişmelerin sonucunda yeni tarz modacıların ve tasarımcıların ortaya çıkması beklenmektedir. Akıllı tekstillerin üretiminde elektronik bileşenlerin kullanılması nedeniyle giysinin kullanımındaki konfor sorunu ortaya çıkmaktadır. Ayrıca akıllı tekstillerde kullanılan bu elektronik parçaların vücuda zarar vermesi ve bu ürünlerin işlevlerini yerine getirmesi için gerekli olan enerji maliyeti önemli bir sorundur. Bu sorunu gidermeye yönelik olarak nanoteknoloji ve biyoteknoloji alanındaki ilerlemelerden yararlanılarak kullanımdaki sorunlar giderilmeye çalışılmaktadır. 

Akıllı Tekstillerin Sınıflandırılması 

Akıllı tekstiller, tıbbi tekstiller, koruyucu ve askeri teknik tekstiller, taşımacılık teknik tekstilleri gibi bir çok alanın kapsamına giren ancak yüklendikleri işlev ve yapıları itibariyle ayrı bir kategoride değerlendirilen bir gruptur. Akıllı tekstillerin önemli bir kısmı günümüzde daha çok tasarım ve prototip üretimi aşamasında bulunmaktadır. Almanya'da tekstil ve hazır giyim konularında çalışmalar yapan Hohenstein Araştırma Enstitüsü akıllı tekstilleri 5 alanda gruplayan ve sınıflandıran bir sistem oluşturmuştur: 

Transfer Sistemleri (Transfer Systems): 

Transfer sistemlerinde nanokapsüller, moleküler depolar veya mikrokapsüller ile birleştirilmiş tekstil yüzeyleri neme, basınca ve sıcağa maruz kaldığında belirli aktif maddeler yaymaktadırlar. Tıbbi alandaki teşhis uygulamalarında sporcuların doping kontrollerinin yapılmasında kullanılabilir. Bu uygulamalarda moleküler yapılar insan tenindeki ifrazatları emmekte ve bunları tıbbi olarak değerlendirmektedir. Diğer sektörlerde kulanım alanları olarak, tekstiller güzel kokulu maddeler, vitaminler, böcek kovucular ve çok sayıda madde ile donatılabilmektedirler. 

Adapte Olabilen Sistemler (Adaptive Systems): 

Adapte olabilen sistemler kendiliğinden çevredeki ve vücuttaki değişen şartlara adapte olmaktadır. Bunlar nem, ışık ve ısı değişimlerine reaksiyon göstermektedirler. Bu gruba örnek olarak ısı değişikliklerine kendiliğinden adapte olan ceket ve kazaklar örnek gösterilebilir. Bu teknolojiye dayalı malzemeler ilk olarak, astronotları aşırı soğuk ve kavurucu sıcaklıklar arasındaki ısı değişikliklerinin etkilerinden korumak için uzay elbiseleri ve eldivenlerinde kullanılmıştır. Günümüzde bu teknoloji aktif spor ve boş zaman teknik tekstilleri için de kullanılmaktadır. İtalyan Corpe Nove firması ısıdaki düşüş ve yükselmelere göre kolu kısalan ve uzayan bir elbise geliştirmiştir. 

Akıllı Giysiler (Smart Clothing): 

Bu grup, elektronik parçaları giysilere entegre eden tekstil temelli bilgi ve iletişim teknolojilerini içermektedir. Elektronik parçalar bilgisayar klavyesi, cep telefonları, mikrofonlar, müzik çalarlar, video kameralar hatta uydu sistemlerinden oluşmaktadır. Bu gruba, giyen kişinin kalp atışı, nefes alışı hızı, nabız ölçümü, vücut sıcaklığının izlenmesi gibi 30 hayati değişkeni 24 saat boyunca izleyebilen, gerekli durumlarda kablosuz iletişim ağıyla gerekli kişileri anında haberdar eden hayat elbisesi (life shirt) örnek gösterilebilir. Bu giysi aynı zamanda her yıl binlerce uyuyan bebeğin ölümüne neden olan ani bebek ölümü sendromunun önüne geçebilmek için, bebeğin soluk alması durduğunda, kalp atım sayısında ya da vücut ısısında beklenmedik bir değişiklik olduğunda ebeveynleri haberdar etmektedir. Giysi söz konusu değişiklikleri kişisel dijital yardımcılar (PDA) veya kişisel bilgisayarlara aktarmaktadır. 

Aktarıcı Sistemler (Transponder Systems): 

Bu gruptaki akıllı tekstiller, lazer kodları veya radyo frekans alanları kullanılarak içeriği değiştirilebilen veya yüklenilebilen küçültülmüş elektronik depo araçlarıdır. Örneğin, bir kumaşa bilgi entegre edilebilmekte ve bilgi tekstil zinciri boyunca muhafaza edilerek hazır giyim üreticisinin kullanımına sunulabilmektedir.

Mikroteknoloji ve Nanoteknoloji: 

Mikroteknoloji ve nanoteknoloji kullanılarak tekstil ve elektronik daha fazla birleştirilmektedir. Çok küçük elektronik parçalar ve sensörler görünmeyecek bir şekilde tekstil ürünlerine entegre edilmektedirler. Bu ürünler otomatik izleme, düzenleme ve kontrol yapabilmektedirler.