Akıllı İşlevlere Sahip Akıllı Tekstiller: İletken Mürekkeplerden Yapılan Elektriksel Olarak İletken Baskılar, İletken İpliklere Göre Uygun Maliyetli Bir Alternatiftir

Spor, moda ve otomotiv endüstrisi - entegre elektronikli tekstiller günlük yaşamın birçok alanında kullanılır. Tekstille entegre elektronikler, insanın hayati parametrelerini ve performans verilerini izlemeye yardımcı olur ve moda endüstrisinin giysilere etkileşimli öğeler entegre etmesini sağlar. Otomotiv endüstrisinde yolcu konforunu ve güvenliğini artırdığı çeşitli şekillerde kullanılır.

Tekstilde bugüne kadar kullanılan en yaygın iletken bileşenler, ilmekler halinde düzenlenmiş sarılı iplikler ve gerilim giderilmiş iletken ipliklerdir. Yüksek mekanik strese maruz kalan tekstillerde bile güvenilir bir elektrik akışı sağlarlar. Üretimleri karmaşıktır. Sonuç olarak pahalıdırlar ve yalnızca kısmen kitle pazarına uygundurlar. İletken yapıları serigrafi baskı veya dijital sprey baskı tekniği olan kromojet teknolojisi kullanarak tekstil yüzeylerine basmak çok daha uygun maliyetlidir.

Ancak, baskılı iletken tekstiller üretmede çeşitli zorluklar vardır. En büyük zorluklardan biri, tekstilin esnekliğini ve yumuşaklığını korurken basılı malzemelerin iletkenliğini sağlamaktır. Ayrıca, baskıların dayanıklılığı, özellikle sık yıkama veya mekanik stresle bozulabilir. Gerilme veya hareket, baskıların kırılmasına veya yırtılmasına neden olabilir. Elektriksel iletkenlik, iletken tabakanın gerilmesi geri döndürülemez olduğunda, düşük mekanik stres altında bile sıklıkla bozulur. Baskı uygulaması ile tekstil arasındaki yapışma, tekrarlanan germe ile zayıflayabilir. Bu, uzun vadeli zayıf stabilite ile sonuçlanır. Elektronik elemanların tekstillere entegrasyonu, iletken elemanlar ile elektronik bileşenler arasındaki bağlantının arızaya eğilimli olması gerçeğiyle de sıklıkla engellenir.

DITF bu zorlukların üstesinden gelmek için yeni çözümler üzerinde çalışmaktadır. Renk ve Fonksiyonel Baskı Çalışma Grubu, iletken parçacıklar ve elastik bağlayıcılara dayalı yeni mürekkep ve macun formülasyonları üzerinde çalışmaktadır. Amaç, iyi elektriksel iletkenliği korurken baskıların uzama davranışını iyileştirmektir. Bağlayıcının elastik özellikleri büyük ölçüde kullanılan yardımcı maddeler ve katkı maddeleri tarafından belirlenir. DITF, bu bileşenler arasındaki etkileşimleri belirler ve yeni elastik ve yüksek iletken mürekkeplerin formülasyonu için bilgi türetir.

Yeni mürekkep formülasyonlarının histerezis özellikleri merkezi öneme sahiptir. Histerezis, bir malzemenin tekrarlanan zorlanma veya stres altında özelliklerini koruyabilme yeteneğini ifade eder. İyi eşleşmiş histerezis, sürekli mekanik stres altında bile basılı yapıların iletkenliğini destekler. Uygun malzemeler, iletken özelliklerden ödün vermeden tekstilin hareketine uyum sağlayabilir.

DITF'deki araştırma ekibinin hedefi, iletken parçacıklar ve bağlayıcılar, katkı maddeleri ve tekstil yardımcı maddeleri arasındaki etkileşimler hakkındaki bilgiyi genişleterek son derece iletken mürekkepler ve macunlar üretmektir. Bu, farklı tekstil alt tabakaları ve farklı uygulamalar için mümkün olan en iyi ve en dayanıklı baskı kaplamalarını üretmeyi mümkün kılacak ve güvenilir iletkenlik sağlayacaktır. Bu koşullar altında tekstil elektroniğinin seri üretim maliyetleri düşürülebilir.

KAYNAK: https://www.chemeurope.com/en/news/1185997/elastic-inks-for-textile-integrated-electronics.html