Elektrikle Isıtılan Tekstiller Artık Mümkün
Bu fikrin üreticilerinden materyal bilimci Trisha Andrew ve Massachusetts Üniversitesi’ndeki meslektaşları tarafından geliştirilen, elektrikli ısıtmalı tekstil materyalleri soğuk hava koşullarında donmuş parmaklara boyun eğen polisler, kayakçılar ve bu sorundan muzdarip olan herkesin gelecekte bu sorunları çözülecek. Çünkü parmakları ve avuç içini sıcak tutan eldivenler yolda.
Applied materials and surface chemistry adlı yeni bir makalede, bilim adamları, nano kaplamalı kumaşta dikiş, doku ve elektrikle ısıtılmış bir materyal oluşturmak için “buhar biriktirme” yöntemini nasıl kullandıklarını açıklıyor. Yaptıkları gösteri eldiveni, parmaklarını ısıtma süresini sekiz saate kadar koruyabilir. Üç tabakalı eldiven, bir kat PEDOT olarak da bilinen poli (3,4-etilendioksitofen) iletken polimer ile kaplanmış olup, 1,8 gram ağırlığında düğme şeklinde bir batarya ile güçlendirilmiştir. Karşılaştırma yapabilmeniz için ek bilgi: Bir kuruşun ağırlığı 2.27 gramın biraz altındadır.
Yazarlar, “Hafif, nefes alabilen ve vücuda uyumlu elektrikli ısıtıcıların kişisel termal yönetim, tıbbi ısı tedavisi, eklem ağrısı ve atletik rehabilitasyon için geleneksel yaklaşımları değiştirme potansiyeli var” diye belirtiyor.
Andrew, “Bir çift pamuklu eldiven aldık ve güvenlik açısından parmaklarımızı da kaplamış olduğumuz için az miktarda akım geçmesine izin verdik, eldivenler böylece ısındılar, gayet sıradan pamuklu kumaştan yapılmış bir eldiven kullandık” dedi.
“Tüketicilere önümüzdeki birkaç yıl içinde tüketicilere gerçek bir ürün sunmak istiyoruz, belki de bir prototip için iki yıl ve tüketiciye gelene kadar beş yıl da geçebilir” dedi. Yine de bir sonraki aşamaya geçmeye hazır “dedi.
Yakın geçmişe kadar, tekstil bilimcileri, teknik zorluklar ve laboratuvardaki yüksek ölçekli maliyet nedeniyle buhar depolama yöntemini kullanmadılar. Ancak araştırmacılar, son zamanlarda imalatçılar, teknolojinin maliyet etkin kalırken ölçeklenebileceğini buluyor. Andrew ve arkadaşları, kağıtlarında anlatılan buhar biriktirme yöntemini kullanarak, kazak için yaygın olarak kullanılan kalın bir pamuk ipliğinin iplerini kapladılar. Yazarlar iyi performans gösterdi ve ısıtmalı giysiler hazırlamak için bir başka yol daha öneriyorlar.
Andrew, “Bu ürünü yapmak için bizi motive eden bir şey, hem ısıtıp sizi terletmemesi hem de esneklik, hoş yumuşaklık hissi vermesiydi.” Laboratuvar testlerinde, araştırma ekibi, test eldiveninin dört parmağı ve avuç sıcaklığına kadar ısıtıyor ve “deney yapılan kullanıcı, voltaj uygulandıktan birkaç saniye sonra kumaş ısıtıcılarından parmaklarına geçen ısıyı hissediyordu. ”
Andrew ve kimya doktora araştırmacısı Lushuai Zhang, kimya mühendisliği yüksek lisans öğrencisi Morgan Baima ile birlikte, eldivenlerinin saatlerce kullanım, çamaşır yıkama, kopma, onarım ve gece şarjına dayanabileceğini garanti etmek için çeşitli testler yaptı. Andrew, “Şu anda sekiz saat boyunca kullanıma hazır bir pil kullanıyoruz, ancak bunları daha pratik hale getirmek için bir şarj cihazına ihtiyacımız var” dedi.
Ayrıca, “Eğer eldivenlerin başına bir şey gelirse, sadece normal bir ip ile birlikte dikerek onarabilirsiniz.”
Fare bağ dokusu hücrelerinin pozitif ve negatif kontrollere kıyasla PEDOT kaplı numunelere ve tepkilere maruz bırakıldıkları bağımsız bir laboratuarda biyouyumluluk testleri düzenlediler. PEDOT kaplı materyallerin, kullanılan kimyasallara ters tepki vermeden insan derisine temas için güvenli olduğunu da bildirdiler.
Ayrıca, ıslak, iletken bir elementten herhangi bir elektrik çarpması gibi talihsiz olayları önlemek için ısı, nem ve cilt temasında stabilite sorunlarını da ele aldılar. Andrew, “Kimyasal olarak, iletken kumaşın etrafını sarmak için kullandığımız şey, fıstık paketlemek için kullanılan polistirene benziyor ve iletken malzemeyi tamamen çevreliyor ve böylece elektrik iletkeninin hiçbir zaman ortaya çıkmaması sağlanıyor” dedi.
Buhar nano kaplama işleminde farklı değişkenler kullanarak deneyleri tekrar yaptıklarında, sıcaklık ve oda basıncının ayarlanmasının kumaşın optimal yüzey kapsamına ulaşmasında önemli olduğunu buldular. Kumaşın, çatlamaya, kırışmaya veya ısıtıldığında diğer değişikliklere karşı koyma kabiliyetine sahip olup olmadığı ölçüldü. Bu testte, 4,5 V’ luk bir pil ile bağlantılı olarak 28 derece C (82,4 F) bir sıcaklıkta ve ayrıca 6V’luk pil için de bir saat bekletildi ve PEDOT kaplı pamuklu kumaşın ısıtma elemanı olarak kullanıldığında performansını koruyacak kadar sağlam ve istikrarlı olduğunu gösteren “dramatik morfolojik değişiklik ” bulunmadı.
Kaynak : phys.org
