Illinois Üniversitesi'nden devrim niteliğinde basılabilir kıyafet: Hem soğutuyor hem elektrik üretiyor

ABD, Illinois — Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign (UIUC) bünyesindeki Grainger Mühendislik Fakültesi araştırmacıları, giyilebilir teknoloji alanında çok işlevli bir atılım kaydetti. Bilim insanları, vücut ısısını elektrike dönüştüren termoelektrik, mekanik hareketten enerji üreten pizoelektrik/triboelektrik ve pasif soğutma sağlayan radyasyonel malzemeleri; tek bir basım süreciyle kumaş üzerine entegre etmeyi başardı.

Tek tabakada üç kritik işlev

Bilim dergisi Science Advances 'ta yayımlanan çalışmada, ekip yeni nesil "basılabilir çok işlevli tekstil" prototipini tanıtıyor. Geliştirilen malzeme, geleneksel giyilebilir cihazların aksine ayrı pil, soğutma ünitesi veya sensör katmanları gerektirmiyor. Araştırma grubunun lideri Prof. Dr. Nenad Miljkovic, "Bu teknoloji ile kıyafet artık sadece bir örtü değil; portatif bir güç santrali ve kişisel iklim kontrol cihazı haline geliyor" diye konuştu.

Sistem üç farklı fiziksel prensibi tek bir yapıda barındırıyor: Vücut ile ortam arasındaki ısı gradyanını kullanarak termoelektrik jeneratör modülü ile mikrowatt seviyelerinde sürekli elektrik üretiyor; günlük hareketlerdeki gerilme ve basınç değişimlerini pizoelektrik nanotel tel ağı sayesinde hem algılıyor hem de ek enerjiye dönüştürüyor; ayrıca güneş ışınımını yansıtan ve vücut ısısını uzay boşluğuna saçan (radyasyonel soğutma) özel nano yapılı boyut sayesinde harici enerji tüketmeden vücut yüzey sıcaklığını birkaç derece düşürüyor.

Laboratuvar testlerinde prototip, ortam sıcaklığından bağımsız olarak sürekli bir soğutma etkisi sağlarken, normal yürüyüş tempolarında sensör verilerini ve düşük güçlü bir BLE (Bluetooth Low Energy) modülünü beslemeye yetecek seviyede enerji ürettiği kaydedildi. Araştırmacılar, malzemenin endüstriyel ekran basımı ve flexo basımı yöntemleriyle metrelerce kumaş rulosunda üretilebildiğini, yıkama ve mekanik esneme testlerine dayanıklı olduğunu belirtti.

Bu gelişme, askeri ekipmanlardan spor giyimine, uzay görevlerinden uzaktan hasta izleme sistemlerine kadar geniş bir yelpazede "pilsiz" giyilebilir cihazların kapılarını aralıyor. Ekip, teknolojinin ticari ölçeklenebilirliği için tekstil üreticileriyle görüşmeler başlattığını aktardı.