Akıllı tekstillere yönelik basınç sensör özelliği gösteren kumaş tasarımı ve geliştirilmesi
Design and development of fabric with pressure sensor properties for smart textiles
Yazar: AYŞE DİDEM EROL
Danışman: DOÇ. DR. SUAT ÇETİNER
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering

Özet:
Son yıllarda küresel piyasada tekstil ve giyim sanayi, geleneksel tekstil ürünlerinden, bilgiyi adapte eden ve dolayısıyla yeni ve katma değeri yüksek akıllı tekstillere doğru kaymaya başlamıştır. Bu durum tekstil mühendisliğinin, kimya, elektronik ve malzeme bilimi gibi diğer bilimlerle, multidisipliner bir çalışma alanını oluşturmuştur. Giyilebilir sensörler, akıllı tekstiller alanının önemli bir bölümünü oluşturmaktadır ve geleneksel tekstillere fark yaratacak gelişmeleri içermektedir. Elektronik elemanlar rijittir ve genellikle bükülme hareketleri altında deforme olmaktadır. Giyilebilir kumaş sensörler, geleneksel elektronik sensörlerle kıyaslandığında esneklik, hafiflik ve ucuzluk gibi avantajlara sahiptir. Bu çalışmada PET kumaşlar, pirol kullanılarak in-situ kimyasal polimerizasyonla ve PEDOT:PSS kullanılarak emdirme yöntemine göre kaplanmıştır. Elde edilen kumaşların SEM, FTIR ve TG analizleri, multimetre ile direnç ölçümleri, dört nokta prob tekniği ile iletkenlik ölçümleri yapılmış ve basınç sensör özellikleri belirlenmiştir. Dört nokta prob teknikleriyle yapılan ölçümlerde; 50-200 µl arasında değişen pirol miktarlarıyla iletkenlik 0.7 Scm-1'den 3.3 Scm-1'e ve 100-500 µl arasında değişen PEDOT:PSS miktarlarıyla iletkenlik 0.2 Scm-1'den 6 Scm-1'e yükselmiştir. Basınç sensör özelliği belirlemek için yapılan ölçümlerde yüzey direnci, uygulanan basıncın 12 kPa'dan 125 kPa'a çıkması ile azalmıştır. Bu durum her iki kumaş yapısında iletken polimer nanopartikül dağılımlarına bağlı olarak elektriksel iletkenliğin arttığını ve kumaşların basınca duyarlı olduğunu göstermiştir.

Abstract:
In recent years, the textile and cloth industry has begun to shift from traditional textile products to smart textiles that adapt to information and therefore are new and added value. It has resulted a multidisciplinary study field with textile engineering and other sciences such as chemistry, electronics and material science. Wearable sensors create a major part of the smart textiles field and include developments that make a difference to conventional textiles. The electronic components are typically rigid and usually deform under bending movements. The wearable fabric based sensors offer remarkable flexibility, lightness and cheapness advantages in comparison with conventional electronic sensors. In this study, PET fabrics were coated by in-situ chemical polymerization using pyrrole and impregnation method using PEDOT: PSS. SEM, FTIR and TG analyzes, resistance measurements with multimeter, conductivity measurements with four point prob technique of obtained fabrics were performed and pressure sensor properties of them were determined. In measurements made with four point probe techniques, conductivity increased from 0.7 Scm-1 to 3.3 Scm-1 with the amounts of pyrrole ranging 50-200 μl and from 0.2 Scm-1 to 6 Scm-1 with amounts of PEDOT:PSS ranging 100-500 μl. In measurements made to characterize pressure sensor feature, surface resistance decreased with the applied pressure increasing from 12 kPa to 125 kPa. This demonstrates that electrical conductivity of both fabric structures increases due to distribution of conductive polymer nanoparticles and these fabrics are sensitive to pressure.