Exeter, Cambridge, Leeds ve Bath üniversitelerinin de katıldığı araştırmada, “Akıllı, Giyilebilir ve Çevre Dostu Elektronik Tekstiller” veya “SWEET'” adı verilen, tamamen mürekkep püskürtmeli baskıyla üretilen, çevre dostu e-tekstiller için yeni bir sürdürülebilir yaklaşım test edildi.
Southampton Üniversitesi Winchester Sanat Okulu’ndan Profesör Nazmul Karim, elektrikli bileşenleri geleneksel tekstillere entegre etmenin malzemenin geri dönüşümünü zorlaştırdığını, çünkü bu bileşenlerin genellikle gümüş gibi kolayca biyolojik olarak parçalanmayan metaller içerdiğini belirterek, “Sürdürülebilir malzemeler ve üretim yöntemleri seçme konusundaki potansiyel çevre dostu yaklaşımımız bunun üstesinden geliyor ve kumaşın atıldığında parçalanmasını sağlıyor.” dedi.
Ekibin tasarımı üç katmandan oluşuyor: Bir algılama katmanı, sensörlerle arayüz oluşturan bir katman ve bir taban kumaşı.
Taban için ahşap malzemeden yapılmış ve biyolojik olarak parçalanabilen Tencel adlı bir tekstil kullanılıyor. Tasarımdaki aktif elektronikler, PEDOT: PSS adlı bir polimerle birlikte grafenden yapılıyor. Bu iletken malzemeler kumaş üzerine hassas mürekkep püskürtmeli baskıyla basılıyor.
Araştırmacılar, beş gönüllü kullanarak insan fizyolojisinin sürekli izlenmesi için materyalin örneklerini test etti. İzleme ekipmanına bağlı kumaş parçaları, katılımcıların giydiği eldivenlere takıldı. Sonuçlar, materyalin hem kalp atış hızını hem de sıcaklığı endüstri standardı seviyesinde etkili ve güvenilir bir şekilde ölçebileceğini doğruladı.
Exeter Üniversitesi’nden Dr. Shaila Afroj, bu performansın önemini “Çevre dostu malzemelerle güvenilir, endüstri standardında izleme elde etmek önemli bir dönüm noktasıdır. Sürdürülebilirliğin, özellikle sağlık hizmetleri gibi kritik uygulamalarda işlevsellik pahasına olması gerekmediğini göstermektedir.” ifadelerini kullandı.
Dört aylık ayrışmadan sonra e-tekstilin farklı katmanları
Proje ekibi daha sonra biyolojik olarak parçalanabilir özelliklerini ölçmek için e-tekstilleri toprağa gömdü. Dört ay sonra kumaş ağırlığının yüzde 48’ini ve mukavemetinin yüzde 98’ini kaybetmişti. Bu da nispeten hızlı ve aynı zamanda etkili bir ayrışma olduğunu gösteriyordu. Grafen bazlı elektrotların standart elektrotlara göre çevre üzerinde 40 kata kadar daha az etkiye sahip olduğu ortaya kondu.
UWE Bristol’dan Commonwealth Doktora Bursiyeri ve çalışmanın ilk yazarı Marzia Dulal çevresel etkiyi şöyle özetledi:
Doktora öğrencisi Marzia Dulal e-tekstil algılama özelliklerini test ediyor
“Yaşam döngüsü analizimiz, grafen bazlı e-tekstillerin geleneksel elektroniklere kıyasla çevresel ayak izinin çok daha küçük bir kısmına sahip olduğunu gösteriyor. Bu, ekolojik etkilerini azaltmak isteyen endüstriler için onları daha sorumlu bir seçenek haline getiriyor.”
Mürekkep püskürtmeli baskı sürecinin e-tekstil üretimleri için daha sürdürülebilir bir yaklaşım olduğu kaydedilen araştırmada, bu baskı yöntemiyle neredeyse hiç malzeme israfı olmadığı ve geleneksel serigrafi baskıya göre daha az su ve enerji kullanıldığı ifade edildi.Profesör Karim şu sonuca varıyor: “Çöp sahalarından kaynaklanan artan kirlilik ortasında, çalışmamız e-tekstillerin biyolojik bozunumu alanındaki araştırma eksikliğini gidermeye yardımcı oluyor. Bu malzemeler hayatımızda, özellikle sağlık alanında giderek daha önemli hale gelecek, bu nedenle hem üretimlerinde hem de bertaraflarında onları nasıl daha çevre dostu hale getireceğimizi düşünmemiz gerçekten önemli.”
Araştırmacılar, artık SWEET’ten yapılmış giyilebilir giysilerin sağlık sektöründe, özellikle de dünya çapında 640 milyon insanın muzdarip olduğu kalp hastalıklarının erken teşhisi ve önlenmesi alanında potansiyel kullanım için tasarlanmasına geçebileceklerini umuyorlar.
(Kaynak: Southampton Üniversitesi)