E-tekstilleri, akıllı evlere taşıma girişiminde bulunan Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, aktif elektroniği bir fibere dokuyarak 46 inçlik bir tekstil ekran üretti.

Geçen hafta, Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, yeni bir yüksek parlaklıkta RGB renkli akıllı tekstil ekran geliştirdiklerini duyurdular. Proje kısmen Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi ( Engineering and Physical Sciences Research Council - EPSRC) tarafından finanse edildi.

Akıllı tekstil görüntüleme sistemi, katlama, bükme ve yuvarlanma koşullarında performansı korur. Görüntü Cambridge Üniversitesi'nin izniyle kullanılmıştır.

Akıllı bir tekstil sistemi genellikle iletken polimerler, sensörler, aktüatörler ve elektronik kontrol ünitelerinden oluşur. Bu bileşenler, termal, mekanik ve elektriksel kaynaklardan gelen girdileri işleyen ve bunlara tepki veren bir sistem oluşturmak için titizlikle bir araya getirilmiştir.

Akıllı tekstiller, sağlık, spor, eğlence, askeri ve benzeri çok çeşitli sektörlerde faydalı uygulamalar bulmuştur. Cambridge Üniversitesi'ndeki araştırma, özellikle akıllı ev için e-tekstil üretiminde iğneyi nasıl kullanıyor?

Tekstili Akıllı Yapan Nedir?

Ölçeklenebilirlik ve dayanıklılık, araştırmacıların akıllı bir tekstil ürünü üretirken dikkate aldığı iki faktördür. Cihazın işlevselliğine en iyi şekilde hizmet edebilecek malzeme ve lif türlerini dikkatli bir şekilde seçmelidirler.

Akıllı tekstil sisteminin yıkılması. Resim Nature'nın izniyle kullanılmıştır

İletken organik polimerler, akıllı tekstillerde kullanılan malzemelerden biridir. Bu malzemeler yüksek esneklik, elastikiyet ve esnekliğe sahiptir. Ayrıca bu malzemelerin iletkenliği, iletken mürekkepler eklenerek artırılabilir. Ayrıca, nanoparçacıklar kumaşlara entegre edildiğinde özelliklerini ve performansı iyileştirirler.

Kumaşlara dokunabilen bir başka uygun malzeme de optik fiberdir. Optik fiber, gömülü işlevselliği kolaylaştırır ve özellikle IoT uygulamaları için hafif veri iletimi için kullanışlıdır.

Kromik malzemelerin benimsenmesi, akıllı bir kumaşın dış uyaranlara maruz kaldığında rengini değiştirmesine izin verebilir. Fotokromik bir malzeme ışığı algılarken kumaşın rengini değiştirebilirken, termokromik bir malzeme ısıya tepki verdiğinde kumaşın rengini değiştirebilir.

Akıllı bir tekstil sistemindeki tipik sensörler arasında fotodedektörler ve biyosensörler bulunur. Resim Nature'nın izniyle kullanılmıştır

Akıllı tekstil ürünlerinin yapımında kullanılan yukarıda bahsedilen iletken malzemelerin yanı sıra sensörler ve aktüatörler gibi aktif elektronik cihazlar da kumaşlara entegre edilen önemli bileşenlerdir. Radyo frekansı (RF) antenleri, fotodedektörler, sıcaklık sensörleri ve LED'ler de bu cihazlarda yaygın olarak kullanılan bileşenlerdir.

46 inç Akıllı Tekstil Sisteminde Fiber Cihazlar Merkezde

Akıllı tekstillerdeki en son gelişme Cambridge Üniversitesi'nden geliyor. Araştırmacılar, sinyalleri akıllı tekstil fiber ekran (F-LED) sistemine iletmek için fiber cihazları (F-devices) birleştirdi. fiber cihazları bağlamak için son derece iletken lifler kullanıldı. Araştırmacılar, bu 46 inçlik akıllı tekstil sisteminin akıllı ev endüstrisinde uygulamalar bulabileceğini iddia ediyor.

Araştırma, dokunma algılama, kablosuz güç iletimi ve çevresel izleme dahil olmak üzere birden fazla işlevsellik elde etmek için hem simetrik hem de asimetrik dokuma desenlerini kullanarak altı girişli fiber cihazını tekstile entegre etti.

Bu fiber cihazları şunları içerir:

• F-radyo frekansı
• F-fotodetektör
• F-touch sensörü
• F-sıcaklık sensörü
• F-biyosensör modülü
• F-enerji depolama

Çevresel koşulların ve kardiyak aktivitenin izlenmesi, akıllı tekstil sisteminin tipik uygulamalarıdır. Resim Nature'nın izniyle kullanılmıştır

F-biyosensör modülü ve F-sıcaklık sensörü sırasıyla gerçek zamanlı kalp atışını ve ortam sıcaklığını algılayabilirken, RF-enerji depolaması ana güç kaynağı ve F-LED ekran arasında bir geçiş olarak kullanılabilir. Giriş F cihazları tarafından işlenen sinyaller F-LED ekranında görselleştirilir.

Çalışmanın baş araştırmacısı Profesör Jong Min Kim, akıllı tekstil sistemlerinin küçültülmesinin, günlük tüketici uygulamalarında e-liflerin ve e-tekstillerin kilidini açmada değerli bir ilk adım olduğunu belirtti.

Fiber Bazlı E-Tekstil için Sonraki Adım

Araştırmacılar, her bir fiber bileşeni esnek malzemelerle kaplayarak, dayanıklılık için fiber bazlı bileşenleri örerek ve bu bileşenleri hem lazer kaynağı hem de iletken yapıştırıcılarla birbirine bağlayarak bu gömülü teknolojiyi dokuma ile uyumlu hale getirdiler.

Cambridge'in basın açıklamasına göre, bu çalışma, böylesine büyük bir karmaşık sensör sistemini tamamen elyaf bazlı bir üretim yöntemi kullanarak tekstillere entegre etmeye yönelik ilk girişimi temsil ediyor.

İleriye dönük olarak, araştırma ekibi Avrupalı ortaklarıyla birlikte, artık günlük ürünler için daha fazla e-tekstil sistemi oluşturmak için diğer sürdürülebilir malzemeleri test ediyor. Bu kumaş, örneğin güneş panellerinde, süper kapasitörlerde ve pillerde kullanım bulabilir. Araştırmacılar, akıllı tekstillerinin bir gün enerji toplayan halıları, TV işlevi gören perdeleri ve kendi kendine çalışan kıyafetleri nasıl mümkün kılabileceğini bile düşündüler.

Kaynak:

https://www.allaboutcircuits.com/news/researchers-exploit-fiber-manufacturing-weave-large-smart-textile-display/