Elektronik Tekstillerin, Tekstil Endüstrisindeki Yeri ve Giyilebilir Tekstilde Kullanılan İletken Lifler

Transkript

1 Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi Cilt: 5, No: 1, 2011 (61-71) Electronic Journal of Textile Technologies Vol: 5, No: 1, 2011 (61-71) TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR e-issn: Derleme (Review) Elektronik Tekstillerin, Tekstil Endüstrisindeki Yeri ve Giyilebilir Tekstilde Kullanılan İletken Lifler Baturalp YALÇINKAYA *, Demet YILMAZ * * Süleyman Demirel Üniversitesi. Tekstil Mühendisliği Bölümü Isparta/TÜRKİYE baturalpyalcinkaya@hotmail.com Özet Akıllı tekstiller, teknik tekstiller içerisinde katma değeri en yüksek ve yüksek teknolojinin kullanıldığı alanlardan birisidir. Elektronik tekstiller ise teknik tekstillerin ilgilendiği alanların başında gelmektedir. Teknolojinin gelişmesi ile tekstil ürünlerine entegre edilebilen iletken lifler, tekstil sektöründe giyilebilir tekstil adıyla yeni bir kimlik kazanmış ve günlük hayatı kolaylaştıran ürünler elde edilmeye başlanmıştır. Bu yazıda elektronik tekstillerin kullanım alanlarından ve giyilebilir tekstillerde kullanılan liflerin özellikleri belirtilmiştir. Anahtar Kelimeler: Akıllı tekstiller, Elektronik tekstiller, İletken lifler Electronic Textiles in Textile Industry And Conductive Fibers Which Are Used in Wearable Textile Abstract Smart textiles are one the field in technical textile which used high techonolgy and has the highest added value. Electronic textiles are among the areas of technical textiles is interested. The development of technology can be integrated with the conductive fibers in textile products, textile industry gained a new identity in the name of wearable textile products, and daily life started to get easier. This paper uses of electronic textiles and wearable textiles are used in the fiber properties. Keywords : Smart Textiles, Electronic Textiles, Conductive Fibers Bu makaleye atıf yapmak için Yılmaz D., Yalçınakaya B. *., Elektronik Tekstillerin Tekstil Endüstrisindeki Yeri ve Giyilebilir Tekstilinde Kullanılan İletken Lifler Tekstil Teknolojileri Elektronik Dergisi 2011, 5(1) How to cite this article Yılmaz D *., Yalçınakaya B,. *, Electronic Textiles In Textile Industry and Conductive Fibers Which Used In Wearable Textile Electronic Journal of Textile Technologies, 2011, 5 (1) 61-71

2 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) Elektronik Tekstillerin, Tekstil Endüstrisindeki Yeri ve Giyilebilir 1.GİRİŞ 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. 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. Şu anda yoğun olarak araştırılmaya, geliştirilmeye başlanılmış bulunan çok fonksiyonlu akıllı (interaktif) tekstil ürünleri, yıl içerisinde pazarın yıldızı bu ürünler olacaklardır. Ciddi ArGe çalışmaları 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 sağladıkları katma değer de en yüksek olacaktır. Çok fonksiyonlu akıllı tekstiller örtünme ve süslenmenin ötesinde koruma, sağlık ve enformasyon sağlayacaklar. Giyilebilir akıllı elektronik tekstiller, günümüzde e-tıp teknolojisinin yaygın bir şekilde kullanılmasına imkan sağlamaktadır. Bu nedenle, dünyada pek çok araştırma merkezi veya önemli firmalar tarafından tıbbi bilgilerin algılanıp izlenilmesini sağlayan ileri düzeyde giyilebilir akıllı tekstil ürünleri geliştirilmektedir. Ülkemizde de bu konuda çalışmaların yapılmasına ihtiyaç bulunmaktadır. Çalışma sonunda elde edilecek algılama özelliğine sahip iplik veya kumaş esaslı sensörlerin hangi vücut fonksiyonlarının algılanması için kullanılabileceği, bir diğer deyişle kullanım alanlarının tespitine de karar verilmeye çalışılacaktır. Dolayısıyla, bu çalışmanın özellikle nabız, terleme, vücut ısısı gibi vücut fonksiyonlarının algılanıp izlenilmesini sağlayan tekstil ürünlerinin geliştirilmesi için gelecekte yapılacak çalışmalara için bir basamak oluşturulması hedeflenmektedir [1]. 2.TEKNİK TEKSTİL NEDİR? Teknik tekstil terimi 1980 li yıllarda görünüş ve estetik karakteristiklerindense teknik özellikleri ve performansları için geliştirilen ve çeşitliliği her geçen gün artan ürünler ve üretim tekniklerini tarif etmek üzere ortaya konmuş bir terimdir. Zira, bu hızla büyüyen sahanın zenginliğini, kompleksliğini ifade etmekte endüstriyel tekstil terimi kifayetsiz kalınca, onun yerine teknik tekstil terimi geçmiştir. Ancak ABD de halen endüstriyel tekstil terimi geniş ölçüde kullanılmaktadır. Teknik tekstil deyince estetik ve dekoratif özelliklerinden ziyade, öncelikle teknik performansları ve fonksiyonel özellikleri için üretilen tekstil malzemeleri ve ürünleri anlaşılmaktadır. Özel olarak tasarlanan, herhangi bir üründe veya proses dahilinde veya yalnız başına belirli bir özelliği yerine getirmek amacıyla kullanılan malzemelere teknik tekstil denmektedir. Teknik tekstiller pahalı, katma değeri yüksek ürünlerdir. Kimyasallara, hava şartlarına, mikro organizmalara dayanıklı, yüksek mukavemet, yanmazlık gibi üstün performans özelliklerine sahip ürünlerdir. Bu ürünler tekstil dışındaki alanlarda da kullanılırlar; ancak alıcı bizzat teknik tekstil ürününü kullanmaz, herhangi bir malzemenin parçası olarak kullanılır [2]. 62

3 Yalçınkaya, B., Yılmaz, D. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) TEKNİK TEKSTİLLERİN KULLANIM ALANLARI Teknik tekstillerin zamanımızda çok çeşitli kullanım alanları bulunmaktadır. Bunlar on iki başlık altında toplanmaktadır. 1) Zirai tekstiller (agrotech); Tarım, bahçıvanlık, ormancılık ve su ürünlerinde kullanılan tekstiller 2) İnşaat tekstilleri (buildtech); Bina ve inşaatlarda kullanılan tekstiller 3) Teknik giysiler ( clothtech); Giysi ve ayakkabıların astar ve benzeri teknik bileşenleri 4) Jeolojik tekstiller (geotech); Jeolojik tekstiller ile inşaat mühendisliği malzemeleri 5) Ev tekstilleri ( hometech); Mobilya, ev tekstili ve yer kaplamalarının teknik bileşenleri 6) Endüstriyel tekstiller (indutech); Filtrasyon, nakil, temizleme. sanayi tipi uygulamalar için tekstiller 7) Tıbbi tekstiller (medtech); Hijyenik ve tıbbi ürünler için tekstiller 8) Taşıt araçları için tekstiller (mobiltech); Otomotiv, gemi, tren ve hava taşıtları için tekstiller 9) Ekolojik tekstiller ( oekotech); Çevre koruma amaçlı tekstiller 10) Ambalaj tekstilleri (packtech); Ambalaj malzemeleri 11) Koruyucu tekstiller ( protech); Kişisel ve mülki koruma için tekstiller 12) Sportif tekstiller (sportech); Spor ve serbest (gündelik) giysiler için tekstiller. Bu gruplar altında yüzlerce ürün ve uygulama yer almaktadır. Ürün ve uygulama alanlarının bazıları geleneksel, bazıları köklü malzeme ve tekniklerle yer değiştirerek, bazıları ise başlı başına özellikleri için yeniden yaratılan malzemelerdir. Konveyör (taşıyıcı) bantlar, tıbbi eldivenler, balistik (kurşun geçirmez) kumaşlar, akustik izolasyon malzemeleri, roketler, otomobillerdeki hava yastıkları, antistatik tekstiller, suni çimen, tentelik kumaşlar,, bandaj malzemeleri, aleve dayanıklı battaniye ve yastıklar, filtreler, yanmaz yapı malzemeleri, kimyasal koruyucu giysiler, tek kullanımlık koruyucu giysiler, kanalizasyon ve sulama sistemleri, güç tutuşur dekorasyon materyalleri ve perdeler teknik tekstillerin kullanıldığı 150 kadar nihai ürünün arasında yer almaktadır [2]. 3. ELEKTRONİK TEKSTİLLERİN ÖNEMİ VE KULLANIM ALANLARI Son bir kaç yıl içerisinde akıllı tekstiller, tekstil ve hazır giyim sektörleri içerisinde önemli bir yer edinmeye başlamıştır. Gelecekte de akıllı tekstillerin değer yönünden tekstil ve hazır giyim sektörünün en önemli bölümünü oluşturacağı tahmin edilmektedir. Tekstil ve hazır giyim ürünleri başlangıçta sadece örtünme, barınma ve dekorasyon amacıyla kullanılmıştır. Bununla beraber son 50 yılda, tekstil sektöründe önemli gelişmeler sağlanmıştır. Ter tutmayan, nefes alabilen ve yanmaz kumaşlar, mobil telefon ya da mp3 çalarla birleştirilerek müzik dinlemeye ve iletişim kurmaya olanak sağlayan ve stresi azaltan giysiler, uyumak üzere olan sürücüleri uyandıran araba koltukları, kalp atışlarını dinleyen yatak çarşafları, oda sıcaklığına göre renk değiştiren dokumalar, çelikten 15 kat daha dayanıklı elyaflar gibi çok sayıda yenilikçi ürün geliştirilmiştir. Bu ürünlerin bir kısmının ticareti yapılırken, bir kısmı henüz deneme üretimi aşamasındadır. Teknik tekstiller, son yıllarda kaydettiği büyüme oranıyla, tekstil ve konfeksiyon sanayisinin önemli bir bölümünü oluşturmaya başlamıştır. Teknik tekstiller, tekstil endüstrisinin en dinamik ve en ümit verici alanı olarak görülmektedir. Gün geçtikçe bu alanda yeni ürünler, yeni süreçler, yeni malzemeler üretilmekte ve pazara sunulmaktadır. Bu yönüyle teknik tekstiller, son derece dinamik ve ürünlerin kullanım alanı itibariyle çok geniş olan bir sektördür. Teknik tekstiller alanında yeni ürünlerin keşfi, yeni ihtiyaçların karşılanması ve geleneksel ürün ve malzemelerin yerine ikame edilmesi nedeniyle büyük potansiyel arz etmektedir. Akıllı tekstiller içerisinde yer alan akıllı giysiler, bilgisayar klavyesi, cep telefonları, mikrofonlar, mp3 çalarlar, video kameralar gibi elektronik parçaların giysilere entegre edilmesi sonucu ortaya çıkmaktadır. Bu giysilerin kullanım alanı bulduğu alanlardan biri de sağlık sektörüdür. Sağlık, tekstil sektöründe 63

4 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) Elektronik Tekstillerin, Tekstil Endüstrisindeki Yeri ve Giyilebilir önemli bir pazar olarak değerlendirilmektedir yılında dünyada toplam 1.5 milyon ton ve 5.4 milyar dolar değerinde medikal ve hijyenik tekstil materyalleri tüm dünyada tüketilmiş durumdadır. Medikal ve hijyenik tekstil ürünlerinin yılda %4.5 lik bir büyüme oranına sahip olduğu tahmin edilmektedir. Bu nedenle, sağlık ve medikal sektörü katma değeri yüksek ürünlerin geliştirilmesinde önemli fırsatlar sunmakta olup, tekstil sektörü içerisinde gelişme ve büyümeye açık en önemli alanlardan biridir. Hasta ile doktorun mekansal ayrılığı e-tıp veya elektronik tıp olarak adlandırılan bir alanın kapılarını açmış ve mesafenin hasta ve doktorları birbirinden ayırdığı zaman hastaya sağlık bakım hizmetleri sağlamak amacıyla elektronik bilgi ve iletişim teknolojileri bir tekstil yapısı içerisinde kullanılmaya başlamıştır. E-tıp alanındaki tıbbi tekstiller, elbiseye entegre edilen sensörler ve iletişim sistemleri aracılığıyla hastanın tıbbi göstergelerinin elde edilmesi, izlenmesi ve bunların doktora, hastaneye veya acil servise bildirilmesine olanak vermektedir. Bununla birlikte, tıbbi talimatlara dayanarak hastaya ilaç verebilen özel tekstiller ile ilaçlar hastaya uygulanabilmektedir. Bu teknolojiler, özellikle yaşlı ve kronik hastalar için zaman kaybı olmadan, hastane ve doktor ziyaretleri sonucunda oluşan maliyetlere gerek kalmadan sürekli tıbbi izleme ve optimal tıbbi bakımı mümkün kılmaktadır. Buna ek olarak, e-tıp teknolojisi hastaların beden fonksiyonlarının kendi evlerinde bile takip edilebilmesine olanak sağladığı için hastaların güvenliğinde ve yaşam kalitelerinde artış imkanı sunmaktadır. Öte yandan, e-tıp, tedavinin kalitesinden ödün vermeden kamunun sağlık alanındaki yükünün önemli oranda azaltılmasına fırsat vermektedir. Bilişim ve haberleşme teknolojilerinde maliyetlerin düşmesiyle birlikte fiyatların ucuzlaması ve bu teknolojilerin kullanılmasında meydana gelen kolaylıklar, toplumun büyük bir kısmının kolayca erişebilmesi e-tıp uygulamalarının gelişmesine imkan vermektedir [3]. a. b. c. Şekil 1: Elektronik tekstilin farklı kullanım alanları [4-7] Giyilebilir akıllı elektronik tekstiller, günümüzde e-tıp teknolojisinin yaygın bir şekilde kullanılmasına imkan sağlamaktadır. Bu nedenle, dünyada pek çok araştırma merkezi veya önemli firmalar tarafından tıbbi bilgilerin algılanıp izlenilmesini sağlayan ileri düzeyde giyilebilir akıllı tekstil ürünleri geliştirilmektedir. Ülkemizde de bu konuda çalışmaların yapılmasına ihtiyaç bulunmaktadır. 4. GİYELEBİLİR TEKSTİLDE KULLANILAN İLETKEN LİFLER VE POLİMERLER 4.1. ELEKTRİK AKIMINI İLETEN LİFLER Elektronik tekstiller, gerek kullanılan materyal gerekse de normal tekstil yüzeylerine çeşitli proseslerle iletkenlik gibi istenilen özellikler kazandırılmaktadır. Bu nedenle, elektrik akımını ileten lifler elektronik tekstillerin üretiminde yaygın bir kullanım alanı bulmaktadır [5] Karbon Lifleri 1963 yılında yüksek mukavemet ve üstün rijidite özellikleri ile İngilizler tarafından dünyaya tanıtılmıştır. Üretimine başlanması ise 1968 yılındadır. Karbon kömür ve organik bileşiklerin ana elementini oluşturan ametaldir. Karbon liflerinin yoğunluğu kullanılan hammadde ve işlem sıcaklığına bağlı olarak 1,6-2,2 g/cm 3 arasında değişiklik göstermektedir. Karbon lif üretiminde kullanılan hammadde yoğunluğu 1,14-1,19 g/cm 3 arasında değişmektedir. Elde edilen lif modülündeki artış grafitizasyon sıcaklığının artışı ile 64

5 Yalçınkaya, B., Yılmaz, D. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) artmaktadır [6]. Karbon liflerinden yapılmış kompozitler 1020 çelik konstruksiyonlarda 5 kat daha dayanıklı ve 1/5 ağırlığındadır. Aynı şekilde 6061 alüminyum konstruksiyonlarda 7 kat daha dayanıklı iken, 2 kat daha sert ve 1,5 kat daha hafiftir. Karbon liflerinin yorulma davranışı bilinen tüm metallerden daha iyidir. Uygun reçine ile kaplandığı zaman elde edilen kompozitin korozyona karşı dayanımı iyi olmaktadır. Katran esaslı karbon liflerinin elektriksel iletkenliği bakırdan 3 kat daha fazladır [7]. Şekil 2: Karbon elyafı ve sem görüntüsü. [1] Bakır ve Gümüş İyonları ile Elde Edilen İplikler Bakır ve gümüş metallerinde alaşım oluşturma yöntemiyle de iletken iplikler üretilebilmektedir. Eğer filament ipliğe iletkenlik kazandırmak istiyorsak polimerin sıvı haline bakır ya da gümüş çözeltisi eklenir ve iplik üretim aşamalarından geçirilerek istenilen özellik kazandırılır. Eğer bir doğal kesikli elyafa iletkenlik özelliği kazandırılmak istenirse hazırlanan bakır ya da gümüş çözeltisi ile elyaf muamele edilir. Bu yöntemlerle liflere hem antistatik özellik hem de antibakteriyel özellik kazandırılmış olunur. Fakat bu yöntemler su an piyasada her ne kadar kullanılsa da ekolojik yöntemler değildirler. Şekil 3: Bakır ve gümüş ile elde edilen iletken iplikler [8] Bununla birlikte bu materyaller genelde tekstil kumaşlarının üretimi için diğer tekstil lifleriyle birlikte işlenebilen lifli tekstil materyallerinin spesifik özelliklerine sahip değildir. Tekstil kumaşlarının iletkenliğini değiştirme doğrultusundaki ilk yaklaşım metalik tellerin ve ince metalik bantların kullanımıdır. Metalik teller kumaş yapısı içerisine ağ gibi örülür ve kumaşa gerekli elektriksel özellikleri kazandırır. Kumasın elektrik iletkenliği tel çapı ile kumaş yapısı içindeki tel yoğunluğu sayesinde kontrol edilir. Metot esas olarak son derece sınırlı esnekliği, artan ağırlığı ve son ürünün formuyla ilgili problemler tarafından karakterize edilen kumaşların üretimiyle sonuçlanmaktadır. İstenilen şekilleri oluşturmak için iletken kumaşlardan belirli desenleri kesmek zorunda kalınırsa örülen tellerin devamlılığı kesileceği için iletkenlik sabit kalamaz. Bununla birlikte bu metot sonuçta elektromanyetik koruma gibi özel uygulamalar için uygun iletken kumaşlar sunmaktadır. Tekstil materyallerinin yalıtıcı halden elektriği ileten hale dönüştürülmesi için çeşitli metotlar bilinmektedir. Çalışmalar nihai kumaş yapısına 65

6 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) Elektronik Tekstillerin, Tekstil Endüstrisindeki Yeri ve Giyilebilir doğrudan müdahale edilerek ve liflere herhangi bir ön modifikasyon yapılmaksızın elektriği ileten kumaşların üretimi için yapılmıştır [8]. Gümüşün fiziksel özellikleri Şekil 4: Gümüş elyafının sem görüntüsü [1] Ortalama atomik Kütle: Kaynama Noktası: 2436K 2163 C 3925 F Boyca Genleşme Katsayısı:1.862E-05cm/cm/ C (0 C) İletkenlik Elektrik: /cm Isı: 4.29 W/cmK Yoğunluk: 300K Niteliği: Son derece sönük parlak paslanmaz ve değerli beyaz bir metaldir. Tam parlatıldığında kusursuz yansıtıcı bir yüzey elde edilir ve bu nedenle optik aynalarda kullanılır. Yanabilirlik Sınıfı: Yanıcı Değildir Katı ve toz Halindedir. Erime noktası:1234k 961 C 1762 F Molar Hacmi: cm 3 /mol Fiziki Hali (at 20 C & 1atm): Katı Isınma Isısı: 0.235J/gK Nikel Katlamalı Polyester İplikler İletken olmayan polyester iplik üzerine ince bir tabaka halinde nikel şerit katlanarak elde edilmiş ipliklerdir. Şekil 5: Nikel kaplı polyester lifi ve sem görüntüsü [1] 66

7 Yalçınkaya, B., Yılmaz, D. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) Nikelin fiziksel özellikleri Ortalama atomik Kütle: Kaynama Noktası: 3005K 2732 C 4950 F Boyca Genleşme Katsayısı: cm/cm/ C (0 C) İletkenlik Elektrik: /cm Isı: W/cmK 300K Niteliği: Kırıldığında lifsi bir görünüm sergileyen,demirle benzer özellikler gösteren geçiş grubundan olan parlak beyaz metal. Yanabilirlik Sınıfı: Yanıcı katı Ergime noktası:1726k 1453 C 2647 F Molar Hacmi: 6.59 cm 3 /mol Isınma Isısı: 0.44J/gK Nikelin kimyasal özellikleri Elektron Negatiflik (Pauling): 1.91 İyonizasyon Potansiyeli Birinci: 7.63 İkinci: Üçüncü: Valans Elektron Potansiyeli (-ev): ELEKTRİK AKIMINI İLETEN POLİMERLER Pirol Pirol renksiz ve çoğunlukla kloroformu andıran bir kokuya sahip sıvıdır. Pirol hava ile temasta koyulaşır. Sonuçta koyu kahverengi bir reçine oluşturur ve mineral asit ile muamele edildiğinde hızla polimerleşen bir maddedir. Amonyak ile depolanarak saklanabilir. Pirolun fiziksel özellikleri Tablo 1'de verilmiştir. Pirol'un kimyasal yapısı ise Şekil 6 da gösterilmiştir [9] Polipirol Şekil 6: Pirol'ün kimyasal yapısı [9] Polipirol filmleri amorftur. Pirol filmleri çifti seçici değildir, çünkü pirol monomerinin baştaki oksidasyonu son derece reaktif özellikteki reaktif radikal katyon türünü oluşturur. Anyon filme negatif potansiyel uygulandığında polimer filminden çıkar ve böylece indirgeme nötral duruma kadar devam eder. Oksitlenmiş nötral film anyonlarına pozitif potansiyel uygulandığında yüklenir. Uygulamadaki bir çok polipirol S/cm aralığında değişen iletkenliklere sahiptirler. Son 20 yılda iletken polimerlerle ilgili çok sayıda araştırma yapılmıştır. Bunların arasından çok ilgiyi polipirol çekmiştir, çünkü üretilmesi nispeten kolaydır ve kimyasal olarak daha stabildir. Polipirol çoğunlukla ince film yapımında kullanılan tek aşamalı bir eletrooksidasyon işlemi ile veya daha az tercih edilen bir kimyasal polimerizasyon yöntemi ile hazırlanmaktadır. Polipirol hali hazırda üretimde bulunan diğer polimere aşılanma veya 67

8 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) Elektronik Tekstillerin, Tekstil Endüstrisindeki Yeri ve Giyilebilir karıştırılma özelliğine sahiptir. Elektronik kaplamalar iletken polimerlerle karıştırıldığında antistatik ve elektromagnetik koruma bilgisayar ve diğer bilimsel cihazlarda kendiliğinden sağlanabilir. Ayrıca polipirol tekstil ürünlerinde statik elektriğe duyarlı ortamlar için dokuma kumaş yapımına yardımcı olarak kullanılabilir. Polipirol'ün kimyasal yapısı şekil 7 de gösterilmiştir.[9] Şekil 7:Polipirol'ün kimyasal yapısı [9] Poliasetilen Poliasetilen bilinen en eski iletken polimerlerden biridir. Natta 1958 yılında, Zeigler-Natta Ti[O(C 4 H 9 )] 4 /Al(C 2 H 5 ) 3 katalizörünü hekzan içerisinde çözerek zeigler nata sistemiyle çözünmez, erimez, kristalin yapıya sahip, siyah toz halinede poliasetileni elde etmiştir. Poliasetilenin kimyasal yapısı şekil 8 de gösterilmiştir. Şekil 8 : Poliasetilenin kimyasal yapısı [10] Saf poliasetilenin iletkenliği düşüktür. Cis-poliasetilenin iletkenliği 10-9 S/cm dir ve trans-yapıda bu değer 10-5 S/cm düzeyine çıkar Polianilin Polianilinler iletken polimerler arasında keşfi 150 yılı bulan bir polimerdir. Eşşiz elektrokimyasal özellikleri, yüksek iletkenleri, kolay sentez ve ısıl, çevresel ve kimyasal etkilere dayanıklılık bakımından avantaj sağlamaktadır. Fakat endüstriyel uygulamalarda düşük işlenebilirlik ve düşük mekanik özellikleri sorun yaratmaktadır. Yalıtkan materyallerin iletkenlikleri S/cm iken bu polimerler iletkenlikleri 10-5 ve 10 2 S/cm arasındadır. Polialinin kimyasal yapısı şekil 9 da gösterilmiştir. [11] Şekil 9:Polialinin kimyasal yapısı [11] 68

9 Yalçınkaya, B., Yılmaz, D. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) Poli(p-fenilen) Polifenilen, mükemmel mekanik özelliklere sahip, termal ve termo oksidatif olarak kararlı, tipik bir konjuge polimerdir. İletkenliği 10-4 S/cm bulunmaktadır. Poli(p-fenilen) polimerinin kimyasal yapısı şekil 10 da gösterilmiştir. [12] Politiyofen Şekil 10:Poli(p-fenilen) polimerinin kimyasal yapısı [12] Politiyofen (PT) çeşitli dopantlarla yükseltgenerek veya indirgenerek genellikle kimyasal ve elektrokimyasal yöntemlerle sentezlenmiştir. Kovacic ve arkadaşları çeşitli katalizör ve çözücüler kullanarak tiyofeni kimyasal olarak polimerleştirip değişik yapıda PT yapıları sentezlemişlerdir. Politiyofen polimerinin kimyasal yapısı şekil 11 de gösterilmiştir. [13] Şekil 11: Politiyofen polimerinin kimyasal yapısı [13] 69

10 Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) Elektronik Tekstillerin, Tekstil Endüstrisindeki Yeri ve Giyilebilir 5. SONUÇ Bu çalışmada, akıllı tekstillerden biri olan elektronik tekstillerin önemi, üretim yöntemleri ve kullanım alanları hakkında bilgi verilmektedir. Akıllı tekstiller, farklı alanlardaki teknolojileri yani geleneksel tekstil teknolojileri ile akıllı materyalleri birleştirmektedir. Akıllı tekstiller, askeri, elektronik gibi pek çok farklı alanda olduğu gibi tıp alanında da uygulama alanı bulmuştur. Akıllı tekstillerin en önemli uygulaması elektronik tekstillerdir. Elektronik tekstilleri, giyilebilir tekstiller ve çevre değişkenlerinin algılanması gibi iki önemli uygulama oluşturmaktadır. Giyilebilir tekstiller, bir giysi içerisinde bilgi ve iletişim teknolojilerinin entegre edilmesi sonucu meydana gelmektedir. Dolayısıyla, giyilebilir sistemlerin geliştirilmesinde, giysi veya kumaşa bilgi ve iletişim teknolojilerinin entegre edilmesi en önemli hedeflerden birini oluşturmaktadır. Çevre değişkenlerini algılama, insan ve bilgisayar arasında bir ara yüzey oluşturmaktadır. Elektronik tekstiller, kumaşlara antistatik madde emdirilmesi, kumaşların ve dokusuz yüzeylerin iletken malzemelerle kaplanması ve iletken ipliklerin iletken olmayan ipliklerle katlanmalarıyla elde edilirler. Pek çok ülkenin tekstil mühendisleri, polimer kimyacıları, fizikçiler ve biyo mühendisleri geleceğin tekstilleri ve giysileri üzerine düşler kurmak ve bu düşleri gerçeğe dönüştürecek yeni teknolojiler geliştirmek üzere çalışmaktadırlar. Türkiye de de bu konular çalışmalar artsa da henüz yetersizdir. Ülkemizde teknik tekstillerden akıllı ürün geliştirme çalışmaları yapan araştırmacı ve girişimciler için elektronik tekstillerin önemini vurgulamalıyız. AÇIKLAMA Bu çalışma, Tubitak 2209 nolu Sensor Olarak Kullanım Amaçlı Prototip Tekstil Yüzeyi Eldesi projesi kapsamında gerçekleştirilmiştir. 70

11 Yalçınkaya, B., Yılmaz, D. Teknolojik Araştırmalar: TTED 2011 (1) KAYNAKLAR 1.Yılmaz, D., Yalçınkaya, B., Tuzsuz, S., 2009 Sensör Olarak Kullanım Amaçlı Prototip Tekstil Yüzeyi Eldesi, Isparta 2.İTKİB, Mart EMEK, A., Teknik Tekstiller Dünya Pazarı, Türkiye nin Üretim ve İhraç İmkanları. T.C. Başbakanlık Dış Ticaret Müsteşarlığı, İhracat Geliştirme Etüd Merkezi, Ankara. 4. a. b. c Solaz, J.S., Belda, J.M., Garcia, A.C., Barbera, R., Dura, J.V., Gomez, J.A., Soler, C., Prat, J.M., 2006, Intelligent Textiles For Medical And Monitoring Appications, Intelligent Textiles And Clothing, The Textile Institute, Woodhead Publishing Limited, ISBN , İngiltere Walsh P.J., 2001, Carbon Fibers, ASM Handbook, 21, Vassıliadis, S., Provatidis, C., Prekas K., Ranguss M., 2004, Elektrik İletkenliği Bulunan Eğirilmiş İplikler, 10. Uluslararası İzmir Tekstil ve Hazır Giyim Sempozyumu,Technical Textiles,9, Kalaoğlu, F., Karakaş, H., Ünlü, B., Soybilge, P., Demir, E., 2007, Hightex, İstanbul Teknik üniversitesi, Tekstil Teknolojileri ve Tasarım Fakültesi,İstanbul (2011) 11. Kim, B., Koncar, V., Devaux, E., 2004, Electrical Properties Of Conductive Polymers: Pet- Nanocomposites Fibers, AUTEX Research Journal, 4,No1 12. Witteler, H., Lieser, G., Wegner, G. ve Schulze, M., 1993, Textures of liquid-crystalline phases of substituted poly(p-phenylene)s, Makromolecular Chemistry and Physics, Rapid Communication.,14, Kovacic, P., McFarland, K. N., 1979, Polymerization of Aromatic Nuclei. XIX. Polymerization of Thiophene by Aluminum Chloride, J. Polym. Sci: Polym. Chem. Ed., 17,