Nanotekstiller
Yunanca’da ‘cüce’ anlamına gelen nano kelimesi, ön ek olarak kullanıldığında herhangi bir fiziksel büyüklüğün ‘bir milyarda biri’ anlamındadır. Kelime anlamı olarak ‘nanometre’, metrenin milyarda biri demektir. Nanoteknoloji ise nano boyutta; atom veya molekül temelinde küçük parçacıkların bir araya getirilerek farklı işlevler görebilen madde veya malzemenin üretilmesi için geliştirilen teknoloji olarak tanımlanmaktadır.
Nanoteknoloji temelli bileşenlerin ve ürünlerin geliştirilmesinde, bilim insanlarının ve mühendislerin bu alandaki çalışmaları ile son 30 yıldır farklı alanlarda önemli gelişmeler olmuştur. Bu alanlar genel olarak; tekstil, sağlık, spor malzemeleri, inşaat malzemeleri, tarım, gıda ürünleri ve ambalajlama, otomotiv, yenilenebilir enerji, bilgi iletişim teknolojileri, bilgisayar ve robot teknolojileri, enerji depolama, yüksek hızlı üretim, uzay araştırmaları ve sürdürülebilir çevre olarak sayılabilirler.
Tablo 2.1’de, bu uygulama alanlarından bazıları aşağıdaki gibi gösterilmektedir:
Nanoteknoloji Uygulama Alanları |
|
| Sektör / Alan | Ürün |
| Tekstil | Su geçirmez kumaşlar, yanmazlık özelliğine sahip kumaşlar, darbeye dayanıklı yüzeyler, buruşmaz ve leke tutmaz giysiler, anti bakteriyel ve koku önleyici giysiler, UV’ye dayanıklı ve koruyucu giysiler. |
| Enerji | Yakıt pilleri, güneş pilleri, kapasitörler, verimli enerji dönüşümünü veya depolanmasını sağlayan malzemeler |
| Kozmetik | Güneş koruyucuları, dudak kremleri, cilt kremleri, diş macunları, farklı renk ve yüzey etkilerine sahip malzemeler |
| Yiyecek ve İçecekler | Raf ömrünü uzatan gıda depolama yöntemleri, depolama sensörleri, katkı maddeleri, meyve suyu katkıları |
| Ev | Seramik kaplamalar, koku giderici katalizörler, cam, seramik, ve zemin temizleme malzemeleri |
| Spor Malzemeleri | Tekne malzemeleri, camların buğulanmasını önleyen malzemeler, teknelerde kirlilik önleyici maddeler, tenis raketi |
| Otomotiv | Hafif yapı malzemeleri, boya kaplama malzemeleri, katalizörler, sensörler |
| Kimya | Boya dolgu maddeleri, nanokompozit esaslı kaplamalar, yapıştırıcılar, manyetik sıvılar vb. |
| Mühendislik Uygulamaları |
Makine ve diğer araçlar için koruyucu kaplamalar, blokaj önleyici kaplamalar, plastik parçaların güçlendirilmesini sağlayan kaplamalar, yağsız donanım uygulamaları |
| Elektronik | Ekranlar, lazer diyotlar, cam elyaf, optik anahtarlar, filtreler, iletken ve antistatik kaplamalar, yüksek kapasiteli ve işlemcili veri hafızaları, katlanabilir görüntüleme birimleri |
| İnşaat | Yeni nesil kompozitler, ısı yalıtımı, alev geciktiriciler, fonksiyonel yapı malzemeleri, çeşitli kaplamalar, döşeme malzemeleri, boyalar, güçlü beton. |
| Biyonanoteknoloji, tıp, sağlık |
Kemoterapi ilaçları, teşhis malzemeleri, ilaç dağıtım sistemleri, aktif maddeler, protezler ve implantlar, antimikrobiyal maddeler ve kaplamalar, canlı hücreler, doğal dokular |
| Savunma Sanayi | Zırh kaplama, akıllı üniforma, akıllı mühimmat, robot sistemleri, sensörler, insansız hava araçları, uydular, ağ sistemleri |
| Çevre | Atık arıtma filtreleri, yeşil enerji |
| Tarım | Verimli gübreler, tarım araçları |
Nano-tekstiller olarak adlandırılan ve nanoteknolojik uygulamalar ile elde edilen tekstil yüzeylerini ifade eden tekstilde nanoteknoloji uygulamalarının üretimi, özellikle tüketiciye yönelik nitelikleri (kendi kendini temizleyen kumaşlar, ultraviyole koruma, yangına dayanıklı tekstil ürünleri, kişiselleştirilmiş sağlık sistemleri) nedeniyle hızla artmaktadır.
Tekstilde nanoteknoloji uygulamaları, kumaşların dayanıklılığını, rahatlık ve hijyenik özelliklerini arttırarak üretim maliyetlerini düşürmüştür. Nanoteknolojinin, konvansiyonel sistemlere kıyasla ekonomik, enerji tasarrufu, çevre dostu, kontrollü koşullar altında daha sonra kullanılmak üzere mikroskobik ölçekte materyallerin ayrılması ve depolanması gibi çeşitli avantajları ortaya çıkmaktadır.
Tekstil ve moda endüstrisinde nanoteknolojinin kullanımı, antibakteriyel, UV korumalı, kolay temizlenebilir, koku önleyici, su ve leke tutmaz kumaşlar gibi özel fonksiyonlara sahip kumaşlar üretilmesini sağlamıştır.
Aşağıdaki örnekte kendi kendini temizleyebilen tişört kumaşında, liflere mikroskobik düzeyde bağlı, nanoteknoloji kullanılarak giysiye leke, su ve yağ itici özellikler kazandırılmıştır.
Resim 2.1. Nanoteknoloji kullanılarak üretilmiş kendi kendini temizleyebilen tişört
Yukarıdaki örneklerden de anlaşılabileceği gibi nanoteknoloji, tekstil ve moda sektöründe önemli yenilikler sunmaktadır. Tekstil ve moda endüstrinde gelecek senaryosunun hızlı bir şekilde gelişebileceğine dair ipuçları vermektedir. Örneğin tekstilde antimikrobiyal maddelerin kullanımı hızlı bir şekilde artmaktadır. Antimikrobiyaller, kumaşın bozulmasına ve renginin solmasına neden olan mikroplardan korumak için kullanılmaktadır. Bu nano kökenli antimikrobiyaller, kumaşa koku önleyici özellikler de sağlamaktadır. Gümüş nanoparçacıklar, ek olarak çinko ve bakır nanopartiküller de kumaşa antimikrobiyal özellikler kazandırmak üzere tekstil endüstrisinde kullanılmaktadır.
Resim 2.3. Shoeller firması tarafından üretilen active>silverTM gümüş nanoparçacıklar tekstil
üzerinde kokuya neden olan bakterilerin, maytların ve mantarların üremesini engellemektedir.
Nanoteknolojiye dayalı tekstiller, yalnızca çeşitli liflerin yapımında değil, yeni nesil kimyasal ve biyolojik bitim işlemlerinde de kullanılmaktadır. Bu konuda en başarılı işlemler, ABD merkezli bir şirket olan Nano-TexTM tarafından geliştirilmiştir. Merkezi İsviçre’de bulunan Schoeller® firması da, bu alanda küresel olarak faaliyet gösteren yenilikçi tekstil ve tekstil teknolojilerinin sürdürülebilir gelişimi ve üretiminde uzmanlaşmıştır.
Leke direncini nanoteknolojik bitim işlemi NanoSphere® ile kumaşa uygulayan Shoeller® firması, doğal olarak temiz ve kuru bir sonuç elde edilmesini sağlamaktadır. Nanoteknoloji sayesinde doğada gözlenen bazı bitki ve böceklerin yapışmaz ve kendi kendini temizleyen yapılarını tekstillere aktarmak mümkün hale gelmiştir. Bu işlemde tekstil yüzeyinde nanopartiküller, lotus yaprağının yüzeyine benzer bir yapı oluştururlar. Su, kir ve her türlü madde bu sayede yüzeye yapışamaz, kumaş yüzeyinden akıp gider veya az suyla kolayca durulanabilmektedir.
Bu yöntem tekstil bitim işlemi olarak uygulanarak, doğal korumayı son derece işlevsel ve yüksek teknolojinin kullanıldığı bir görünüm olarak taklit etmektedir. Aşağıdaki görsel ve video (QR kodu) örneğinde bunu görebiliriz;
Resim 2.4. Leke, yağ ve su iticilik sağlayan Shoeller® firması NanoSphere® tekstil bitim
işlemi
Nanoteknoloji kullanılarak, tekstil ürünlerine hidrofobik etki, iletkenlik, buruşmazlık, antistatik davranış ve antibakteriyel özellikler gibi belirli bazı işlevler kazandırılabilir. Bu özellikler genel olarak aşağıdaki gibidir;
- Ultraviyole Koruma; güneşten gelen mor ötesi ışınlarına karşı koruma sağlanabilir, kumaşlarda, kumaş boyalarında, lifler ve çamaşır deterjanlarına uygulanabilir.
- Yanmazlık; askeri ve endüstriyel kıyafetlerde, ayrıca çocuklar için gecelik giysi tasarımlarında, halı ve döşemelerde ısı direncini sağlar.
- Su, yağ ve leke direnci; günlük giysilerde ve açık hava spor giysileri ve ekipmanları için kullanılır.
- Buruşmazlık; giysilerde ve ev tekstillerinde kırışmayan, ütü gerektirmeyen kolay bakım sağlanabilir.
- Nem yönetimi; hava koşullarına dayanıklı ve termal düzenleme ihtiyacı içinde olan spor giyim, iç çamaşırı, çorap ve ayakkabı, yatak çarşafları ve spor malzemelerinde uygulandığında fiziksel aktivite sırasında ve sonrasında cildin kuru kalmasını sağlar.
- Sıcaklık yönetimi; normalin üstündeki derecelerde, sıcaklık dengesini sağlayabilme hayati önem taşımaktadır. NASA tarafından astronotların giysileri için geliştirilen sentetik gözenekli ultra-hafif bir malzeme olan Airgel (aerojel) kullanılarak termal ceketler uygulanmıştır.
- Antistatik davranış; statik elektrik, hafif rahatsızlıklara ve ciddi yangınlara neden olabilir. Tehlikeyi azaltmak için metal içerik, bir kumaşa veya kaplamasına eklenenerek koruma sağlanır. İç mekan tekstillerine ve yer döşemelerine de uygulanabilir.
- Antibakteriyel koruma, kullanıcının sağlığının korunmasına yardımcı olur. İç çamaşırı, yatak takımı, ayakkabı, spor, tıbbi ve kozmetik ürünlerinde kullanışlıdır.
- Böcek iticilik; anti sivrisinek ve böcek kovucu işlemler kumaşlara mikro kapsülleme veya yüzey kaplama olarak uygulanabilir.
Nano tekstillere, yukarıda belirtildiği şekilde yanmazlık, nem yönetimi ve sıcaklık yönetimi gibi önemli özellikler kazandırılabilmektedir. Havadaki sıcaklık değişimlerine göre vücuda sıcaklık ve serinlik verebilen bu ürünler, çok az deterjan ile en kısa programda yıkanabildiklerinden dolayı, ekonomik açıdan avantaj sağlamaktadırlar.
Nanoteknolojideki yenilikler, ticari uygulamalar için yeni işlemler yoluyla, yeni malzemeler ve ürünler yaratmada köklü değişimler yaşanmasına olanak sağlamaktadır. Nanoteknolojiye dayalı ürünler, büyümeye ve toplum yararına geliştirilmeye devam etmektedir.
Genel amaçlı bir teknoloji olan nanoteknolojinin toplumun her alanını desteklemesi; özellikle tıp, enerji, çevresel iyileştirme, robotik üretim, ticaret ve uzay araştırması gibi bazı alanlarda ileri seviyede gelişmelerin olması öngörülmektedir.
T.C.
MİMAR SİNAN GÜZEL SANATLAR ÜNİVERSİTESİ
GÜZEL SANATLAR ENSTİTÜSÜ
TEKSTİL VE MODA TASARIMI ANASANAT DALI
TEKSTİL VE MODA TASARIMI PROGRAMI
(Yüksek Lisans Tezi)
Hazırlayan: Sejda İNAL YILMAZ
Danışman: Prof. Gaye KIRLIDÖKME BELEN
İSTANBUL-2019