Tekstil endüstrisi nanoteknolojidevrimi ile yeni bir döneme giriyor. Na-nomalzemeler kullan›larak daha öncehayal bile edemedi¤imiz çok çeflitlifonksiyonlara sahip kumafllar eldeediliyor. Üzerine bir bardak meyve su-yu dökülen pantolonumuzun sahip ol-du¤u suyu itme özelli¤i, kirlenmesineengel oluyor. Yak›n bir gelecekte, giy-di¤imiz tiflört, üzerindeki nanosensör-ler sayesinde kalp at›fllar›m›z›, vücut›s›m›z› ve kan flekerimizi düzenli kon-trol ederek, istenmeyen bir durum ol-du¤unda bizleri ya da kablosuz birhatla doktorumuzu haberdar edebile-cek. MP3 çalar›m›z, elbisemizin günefl-ten elde etti¤i enerjiyle çal›flsa ya dacep telefonlar›m›z› elbisemiz flarj etsey-di ne güzel olurdu degil mi? Son y›llar-da her alan› etkilemeye bafllayan nano-teknolojiden tekstil endüstrisi de nasi-bini alacak. Katma-de¤eri yüksek na-noteknoloji tabanl› ak›ll› tekstil ürün-leri, en önemli ihracat kayna¤›m›z olantekstil endüstrisine soluk ald›rabilir.

Nanoteknoloji ve TekstilNanoteknoloji yeni bir teknoloji

devrimi olarak alg›lan›yor ve bu tekno-lojinin 2025 y›l›na kadar gelifl-me sürecini tamamlay›p haya-t›n her alan›na girece¤i tahminediliyor. Önümüzdeki 10 y›liçinde 3 trilyon dolar pazar pa-y›na sahip olaca¤› düflünülennanoteknoloji, bir çok ülke ta-raf›ndan kritik ve önceliklialan olarak desteklenmekte.Bu ülkelerden biri olan ‹srail,bu teknolojinin önemini y›llaröncesinden kavram›fl gereklialtyap›lar›n› ve insan gücünühaz›rlam›fl bulunuyor. Bu yat›-r›mlar sonucunda 45 nanotek-noloji flirketi kurulmufl ve kat-ma de¤eri yüksek ürünlerle

nanoteknoloji pazar›nda yerlerini al-m›fl durumda.

19. uncu yüzy›l bafllar›nda geliflme-ye bafllayan tekstil endüstrisi, nanotek-noloji sayesinde yeni bir döneme gir-meye haz›rlan›yor. Tekstilde kullan›lanmalzemelere nanometre boyutlar›ndafarkl› özellikler kazand›r›lmas›, çokönemli geliflmelere yol açacak. Örnekolarak, çorap ipli¤inin gümüfl nanopar-çac›klar› ile katk›land›r›lmas›, çorapiçerisinde bakteri ve mikrop bar›nmas›-n› engelleyeceginden, kokmas› önlen-mifl olacak. Suyu sevmeyen (iten) ku-

mafllardan üretilmifl tekstil ürünlerin-de kirlenme engellenmifl, dolay›s›yla y›-kama ve tekrar ütüleme ihtiyac› en azaindirilmifl olacak. Böylece suharcan›m› azalacak, hatta belirli bir sü-re sonra çamafl›r makinalar›na bilegereksinim kalmayacak.

Esnek ve y›kanabilen nanosensörle-rin ve ayg›tlar›n kumafl içerisineaktar›lmas›yla, kulland›¤›m›z elbiseleri-miz yeni boyutlar kazanacak; elbise ar-t›k görecek, duyacak, hissedecek, ko-mut verecek, ve enerji üretecek halegelecek. Burada vurgulanmas› gere-

ken önemli bir nokta flu-dur ki: Nanoayg›tlar›n bo-yutlar› o kadar küçük ola-cak ki, elbiseyi giyeneherhangi bir zorluk getir-meyecek. Son zamanlar-da yap›lan çal›flmalarlaak›ll› elbise üretilmesindeümit verici sonuçlar eldeedilmifl bulunuyor.ABD’nin Boston flehrinde2000 y›l›nda hayata geçi-rilen MIT Askeri Nanotek-noloji Enstitüsü, 15 y›liçerisinde askeri üni-formalar› nanoteknolojisayesinde ak›ll› hale getir-

NANOTEKNOLOJ‹TEKST‹L‹N EMR‹NDE

AKILLI KUMAfiLAR HAYATIMIZDA

1 Aral›k 2006B‹L‹M veTEKN‹K

Ak›ll› askeri üniforma. Her türlü tehlikeyi önceden hisseden ve askeri yönlendirenüniformalar, hem rahatl›klar› hem de sahip olduklar› fonksiyonlarla tam bir

teknoloji harikas›d›r.

Kendili¤in ayd›nlatma özelli¤ine sahip kumafllar. Mavi ›fl›k yayan masa örtüleri nostaljik ortamlaryaratacaklard›r. Her ipli¤inden farkl› renkte ›fl›k ç›kan bir kumafl›n çok al›c› bulmas› do¤ald›r.

meyi planlamakta. Kimyasal ve biyolo-jik ajanlar› tesbit edebilecek bu ak›ll›elbise, ayn› zamanda kalbi duran aske-ri masaj yaparak hayata geri döndüre-bilecek. Savafl meydan›nda yaralananaskere ait bütün bilgileri kablosuz hat-la merkeze bildirebilecek, gerekti¤indek›sa süre içerisinde gerekli müdahale-nin yap›lmas›na olanak sa¤layacak.Üniforma, gerekti¤inde çok sert bir z›r-ha dönüflebilece¤i gibi, askeringereksinim duyaca¤› enerjiyi günefltensa¤layacak. Baz›lar›n› hayal bile ede-medi¤imiz bu araflt›rmalar, nanotekno-loji sayesinde gerçek olmufl ve savaflmeydanlar›nda askerin hayat›n› kolay-laflt›rmaya bafllam›fl bulunuyor.

Kumafl ipliklerine elektronik ve op-tik özelliklerin kazand›r›lmas›, tekstilendüstrisinde yeni ufuklar açacak vefarkl› uygulama alanlar›n›n ortaya ç›k-mas›na yol açacak. Örne¤in, kendili-¤inden ayd›nlatma özelli¤ine sahip birmasa örtüsü, farkl› mekanlar›n yarat›l-mas›nda bizlere yard›mc› olacak. Renk-garenk ve devaml› renk de¤ifltiren kos-tümler, özellikle gençler aras›nda mo-da olacak, e¤lence merkezlerine farkl›bir canl›l›k kazand›racak.

Ifl›¤› Gören ve Is›y›Hisseden Ak›ll›Kumafllar

Kumafl içerisindeki iplikler, ›s›y›hissedebilseler ve üzerine düflen ›fl›¤›alg›layabilseler ne güzel olurdu de¤ilmi? Soka¤a oynamaya giden çocu¤u-

muz hakk›nda endifleye kap›lmazd›k;çünkü çocu¤un elbisesi, kablosuz hat-la havan›n so¤udu¤unu ve çocu¤unüflümeye bafllad›¤›n› evimizdeki ekra-na yans›tarak bizi haberdar ederdi.Düflman askeri taraf›ndan lazer sila-h›yla hedeflenmifl bir askere, ünifor-mas›n›n gelmekte olan merminin yö-nünü haber vermesi, onun hayat›n›kurtarmas›n› sa¤layabilirdi. Art›k bufiberler, iplikler, hayal olmaktan ç›k-m›fl durumda. K›sa süre önce gelifltir-di¤imiz yeni bir yöntemle kilometre-lerce uzunlukta ve kumafl gibi doku-nabilen ›s› ve ›fl›k sensörleri üretilme-ye bafllanm›fl bulunuyor. Yeni bir na-noüretim teknolojisi olarak görülenbu yöntem, makroskopik boyutlarda-ki ayg›t›n termal çekme yöntemiyledaha küçük boyutlara indirilmesiprensibine dayan›yor. Ayr›ca çok ucu-za mal edilmesi ve esnek olmas›, ku-mafllarda kullan›lmas›na olanak sa¤la-makta. K›sa bir süre önce, ›s›y› hisse-den fiberler, ak›ll› askeri üniformala-r›n tasar›m›nda kullan›lmaya baflland›bile. Bu teknolojinin tekstil endüstri-

sinde yeni ufuklar açabilecek potansi-yele sahip oldu¤u düflünülüyor.

Belirli dalgaboyuna sahip ›fl›¤›, geliflyönünden ba¤›ms›z olarak tümüyleyans›tabilen iplikler, bu yeni yöntemleüretilebilmekte. Bu ipliklerle dokunankumafllar, zararl› ›fl›nlardan korunmakamac›yla kullan›labilir. Örnek olarak,ipliklerin yans›tma spektrumu 200 na-nometre civar›nda seçilirse, morötesi›fl›¤› yans›tan flapkalar üretmek müm-kün. Ayr›ca, fiberlerin yans›tma katsa-y›s› alt›ndan daha yüksek oldu¤undan,boya katk› maddesi olarakta kullan›la-bilir.

Ulusal Nanoteknoloji Araflt›rmaMerkezi’nde halen devam eden altyap›tamamland›ktan sonra, ülkemizde kat-ma de¤eri yüksek tekstil iplikleri üre-tilmeye bafllanacak. Askeri uygulama-lar›n›n yan›s›ra sa¤l›k endüstrisinde deçok önemli kullan›m alanlar›n›n do¤a-ca¤› beklenmekte.

Yrd. Doç. Dr. Mehmet Bay›nd›rBilkent Üniversitesi Fizik Bölümü ve

Ulusal Nanoteknoloji Araflt›rma Merkezi

2Aral›k 2006 B‹L‹M veTEKN‹K

Ak›ll› üniforma. Yaralanan askerin vücut bilgileri komuta merkezine gönderiliyor.

Yeni bir ayg›t fabrikasyon tekni¤i. Ayg›t fabrikasyonlar›nda kullan›lan litografi ya da kendili¤inden oluflma yöntemlerini kullanmadan nanometre boyutlar›ndaki yap›lar›kilometrelerce uzunlukta elde etmek mümkün hale gelmifltir. Termal-çekme olarak adland›r›lan bu yeni yöntem, ayg›t›n önce makroskopik boyutta üretilip daha sonrafiber gibi çekerek ayg›t boyutlar›n›n mikro- ya da nano-metre seviyesine indirilmesi üzerine kurulmufltur (Detayl› bilgi için bak›n›z: M. Bay›nd›r ve di¤erleri, Nature, cilt

431, sayfa 826, y›l 2004).

Nanomalzemeler, fiziksel boyutlar› 1ila 100 nanometre (1.000.000.000 na-nometre (nm) = 1 metre (m)) aras›ndakimalzemeleri tan›mlar. Bu malzemeler,kimyasal ve yap›sal özellikleri ayn› olankülçe (büyük boyutlu) hallerinden,elektronik, optik, yüzey enerjisi, yükkapasitesi, ergime noktas› gibi özellikle-rinde farkl›l›klar ve üstünlükler göste-rir. Kimyan›n önemli bir dal› olan kollo-id kimyas›yla, günümüzde kontrollü de-neylerle düzenli ve ayn› büyüklükte, ör-ne¤in 1 nm3 lük kristaller dahi sentez-lenebilmektedir. Özellikle yar› iletken-lerde, kristal boyutlar› Bohr elektronyar›çap› (2-50 nm) olarak bilinen bü-yüklüklerden daha küçük sentezlenme-leri halinde kristal elektronlar›, krista-lin yüzeyini hissetmekte ve elektroniközelliklerinde (kuvantum boyut etkisi(KBE) olarak bilinen) farkl›l›klar göz-lenmekte. KBE gözlenen kristali 2, 5veya 10 nm boyutlar›nda sentezlemek,elektronik ve optik özellikler bak›m›n-dan bir birinden farkl› 3 yeni malzemeelde etmek anlam›na geliyor. fiekil 1’dede¤iflik boyutlarda sentezlenmifl CdSeyar›iletken nanokristal çözeltileri göste-riliyor. Bu çözeltilerin hepsinde de na-nokristaller CdSe olmas›na karfl›n, ›fl›k-la uyar›ld›klar›nda farkl› renklerde ›fl›küretiyorlar. Böyle nanokristaller, ›fl›ma

yapan diyotlar (light emitting diodes(LED)), biyolojik tan› ve görüntüleme,günefl pilleri, lazer gibi alanlarda kulla-

n›lmakta. fiekil 2’de gösterilen filmler,tek boyutlu CdSe nanokristallerinin si-lika (cam) matriks içerisinde farkl› fre-kanslarda ›fl›klarla, fotokimyasal küçült-me yöntemiyle Torimoto’nun grubu ta-raf›ndan elde edilmifl bulunuyor. Ifl›¤›kuvvetli so¤urmalar› ve ›fl›yabilmelerin-den dolay›, tek bir malzemeden (kristalboyut ve flekilleri kontrol ederek) isteni-len renkte boyar madde (nanoboya) el-de etmek mümkün. Nanoboyalar›n yü-zeylerinin kimyasal yöntemlerle uygunhale getirilmesi, bu boyalara bir çok ye-ni alanlar yaratmaya aday. Gerek kris-tallerin boyutlar›n›n ve flekillerinin kon-trolünde, gerekse yüzeylerinin desen-lenmesinde kimya, kritik öneme sahipbir bilim dal›.

NANOTEKNOLOJ‹TABANLI TEKST‹LLER

ÇOK FONKS‹YONLU NANOMALZEMELER

1 Aral›k 2006B‹L‹M veTEKN‹K

fiekil 1. UV ›fl›¤›na tabi tutulmufl farkl› boyutlardaki (1.7-4.0 nm) CdSe kuvantum noktalar›ndan ay-naklanan fuloresans (görünür bölgedeki ›fl›ma).

fiekil 2. a) UV ›fl›¤› ile uyar›lm›fl de¤iflik frekanslarla ifllenmifl CdSe-SiO2 numunelerin fotograflar› ((1) 630 (2)620 (3) 610 (43) 600 (5) 590 (6) 575 (7) 560 (8) 532 ve (9) 514 nm de ifllenmifltir), b) CdSe-SiO2 filmle-rinin ›fl›kla ifllenmesi, c) flekil b deki filmlerin (i) oda ›fl›¤›na (ii) 350 nm lik UV ›fl›¤›na ve (iii) her iki ›fl›¤a

karfl› tepkileri foto¤raflanm›flt›r.

Nanokristallerin Mezoyap›larda Düzenlenmesi

Bu bölümde, nanoparçac›klar›n uy-gun flekil, desen ve yap›larda bir ara-ya getirilmesiyle günümüz teknoloji-lerinde kullan›labilir, sa¤l›k riskleriaz olan baz› yeni malzemelerden sözedilecek. Nanokristaller de gözlenenboyut etkisini (kuvantum etkileri) veyüksek yüzey alan›n› koruyarak dü-zenleyebilir ve günlük yaflant›m›zdakullanabilece¤imiz büyüklüklerde ye-ni malzemelere dönüfltürebi-liriz. Nanokristalleri birer bi-rer bir araya getirerek dü-zenlemek mümkün olmad›-¤›ndan, kendi kendini dü-zenleme (self-assembly) yön-temlerine gereksinim bulu-nuyor. Yüzeyaktif molekül-ler, kendi kendini düzenle-meyi bilen ak›ll› moleküller.Bunlar, organik ve inorga-nik birimlerden veya apolar(suyu sevmeyen) polar (suyuseven) birimlerden oluflanbüyük moleküller. fiekil 3’tebu tür moleküllere bir örnekgösteriliyor. Organik birim-leri (apolar) ya¤ gibi sudanuzaklaflmaya, polar birimle-riyse suya kar›flmaya çal›fla-ca¤›ndan, bu moleküller su

içerinde kümeleflerek (ya¤›n sudanayr›lmas› gibi) bir araya gelirler. Kü-meleflme, suya kar›flmaya çal›flan po-lar gruplar›n birbiriyle (hidrofilik) vesudan uzaklaflmaya çal›flan apolargruplar›n birbiriyle (hidrofobik) olanetkileflimlerinin sonucu. Bu kümecik-lerin en az bir boyutu, moleküllerinboyutlar›na ba¤l› olmakla beraber birkaç nanometredir. Yani her kümeci¤i1 ila 10 nm çap›nda bir küre gibi dü-flünürsek, her küreci¤in yüzeyi suyuseven birimlerden, içleriyse suyu sev-meyen birimlerden oluflur.

Atom, molekül veya iyonlar›n biraraya gelerek çözelti içerisinde büyü-meleri s›ras›nda yukar›da ad› geçen na-noküreciklerin varl›¤›, bu büyüyen na-nokristallerin organize olmas›na yar-d›mc› olur. (flekil 3 ve 4’e bak). Düzen-lenen nanokristaller aras›ndaki yüze-yaktifler, organik bazl› olduklar›ndanyak›larak veya y›kanarak ortamdanuzaklaflt›r›l›r. Kümecikleri oluflturanve nanokristalleri organize eden yüze-yaktiflerin yak›larak uzaklaflt›r›lmas›sonucu, yerlerinde kümeciklerin bü-yüklü¤ünde boflluklar kal›r. Bu bofl-luklar aras›ndaki maddenin kal›nl›¤›sadece 1-2 nm’dir. Elde edilen malze-meler süngeri and›r›r, fakat gözenek-ler oldukça düzenli ve boflluk boyutla-r› 3 ila 50 nm aras›nda kontrol edilebi-lir. Mezogözenekli (orta ölçekte göze-nek büyüklüklerine sahip) silika (cam)malzemelerde, yüzey alan›n›ysa, gram-da 2000 m2’ye kadar ç›karmak müm-kün (flekil 5). Bu boyutlara herhangibir fiziksel yöntem veya teknolojiyleulaflmaksa mümkün de¤il. Mezogöze-nekli malzemeler olarak bilinen bumalzemeleri tozlar, fiberler, ince ve ka-l›n filimler halinde haz›rlamak müm-kün. Mezo aras›nda anlam›na gelen vemalzeme biliminde mikrogözenekli(gözenek büyüklükleri 2 nm’den dahaküçük) ve makrogözenekli (gözenekbüyüklükleri 50 nm’den daha büyük)malzemeler aras›ndaki gözenekli mal-zemeleri tan›mlar.

Mezogözenekli malzemeler, içleribofl 1-2 nm kal›nl›¤›nda 3-50 nm çap›n-

da deney tüpleri gibi dü-flünebilir (fiekil 5) ve butüplerin içerisinde çeflitlikimyasal tepkimeler ger-çeklefltirebilir, içleriniçeflitli kimyasallarla dol-durabiliriz. fiekil 6’da iç-leri ›fl›ma yapabilen sili-kon depolanm›fl mezo-gözenekli silika filmlerinoda s›cakl›¤›nda ve s›v›azot s›cakl›¤›nda morö-tesi (UV) ›fl›kla uyar›lm›flfotograflar› gösterilmek-te. Ayn› flekilde katalitik,fotokatalitik, belirli gaz-lara duyarl› nanomalze-melerin bu yap›lar›n içle-rinde sentezlenmesi yenikatalizörleri, fotokatali-zörleri ve sensörleri

2Aral›k 2006 B‹L‹M veTEKN‹K

fiekil 3. Sol üste C12H25(OCH2CH2)10OH yüzeyaktif molekülü, sol altta TiO2 nanokristali ve nanokristallerinyüzeyaktiflerle organize edilmesi, sa¤daki flekille gösterilmektedir.

fiekil 4. Nanokristallerin yüzeyaktiflerle organize edilerekmezoyap›lar da düzenlenmesi anlat›lmaktad›r.

oluflturacakt›r. Genifl yüzey alan›na sa-hip bu malzemelerin yüzeylerini kulla-narak aktif maddeleri bu malzemeleriniç yüzeylerinde tutmak, kontrollü sal›-n›mlar›n› sa¤lamak, kimya ve malzemebiliminin önemli konular› aras›nda. Bi-zim laboratuvarlar›m›zda da buna ben-zer çal›flmalar, yeni mezoyap›l› s›v›kristaller, mezogözenekli SiO2, TiO2,SiO2-ZrO2 malzemelerin sentezi, özel-liklerinin belirlenmesi ve iç yüzeyleri-nin düzenlenmesi/fonksiyonel hale ge-tirilmesi konular›nda çal›flmalar sürdü-rülüyor.

fiekil 7’deyse, mezogözenekli silikamalzemelerin SEM (Taramal› ElektronMikroskopu) görüntüleri izleniyor. Buflekillerde, yüzlerce nanometre büyük-lüklü¤ünde mezogözenekli küreler veçubuklar gösterilmekte. Her bir küre-nin veya çubu¤un içleri 2-50 nm ara-s›nda kontrol edilebilen gözenekler-den olufluyor. Dolay›s›yla bu malzeme-lerin d›fl yüzeyleri gibi iç yüzeyleri dekullan›labiliyor.

Yüksek Yüzeyalanl›Malzemeler Ne ‹fle Yarar?

Mezogözenekli malzemelerin iç yü-zeylerini ifllevsellefltirerek, çok yüksekmiktarlarda aktif madddeleri içlerindesaklayabilir daha sonra da kontrollüsal›n›mlar›n› sa¤layabiliriz. Örne¤in, içyüzeylere antimikrobiyal ajanlar› sak-layarak bakterilerin geliflti¤i yerlerdebakterilerle savaflabiliriz. Çok pahal›bir parfümü yine uygun desenleme ileyüzeylere ba¤layarak kontrollü sal›n›-m›n› sa¤layabiliriz. Hapsedilmifl mad-de, bir ilaç veya biyolojik bir malzemeolabilir. Böyle malzemelerin uygulama

alanlar›, tekstil, boya ve çeflitli polime-rik kaplamalar olabilir. Önemli olan, ifl-levsellefltirilmifl yüksek yüzeyli malze-melerin tekstil, boya veya katk›land›¤›polimerle uyumlu hale getirilmesi vezaman içerisinde bu ortamlardanuzaklaflmas›n›n engellenmesi. fiekil8’de, tekstil ipli¤i yüzeyine tutturul-mufl antimikrobiyal ifllevli silika nano-kürecikleri gösterilmekte. Nanoküre-ciklerle tekstil malzemesini uyumluhale getirerek, parçac›¤›n sürekli ora-da kalmas› ve tekstile kazand›r›lm›fl ifl-levin sürekli olmas› sa¤lanabilir (fiekil8’e bak). Silika küreciklerin her birini200 nm varsayal›m: Küreci¤in toplamyüzey alan› 4πr2’den 502655 nm2

(~5,03x10-13 m2) olarak hesaplayabili-riz. Silikan›n yo¤unlu¤unu ~2,0gram/cm3 al›rsak, bir tane 200 nm likparçac›¤›n hacmi ~3,35 x 10-14 cm3

(4/3(πr3) den), dolay›s›yla a¤›rl›¤›~6,70 x 10-14 gram, yüzeyalan›ysa~7,51 m2/gram d›r. Halbuki, yukar›dabahsedilen nanoküreciklerin içleri debofl oldu¤u için, kullan›labilen yüzeyalan› 1 gram silikada 2000 m2’ye ka-dar ulaflmakta.

Dolay›s›yla, daha çok antimikrobi-yal ajan› çok daha az malzeme içerisi-ne hapsetmek veya daha az miktardamalzeme kullanarak antimikrobiyal

özelli¤i, örne¤in bir tekstil ürününekazand›rmak mümkün olabilir. O hal-de, az miktarda yüksek yüzey alanl›malzemelerle çok ifl yapmak, malzeme-lerin etkinli¤ini yukarda anlat›lan yön-temlerle art›rmak mümkün. Mezogöze-nekli ve/veya yüzeyalan› yüksek di¤ermalzemeleri çok amaçl› kullanabilmekiçin, uygun yüzey fonksiyonlaflt›rmayöntemlerine ve uygun polimerik ba¤-lay›c›lara gereksinim var. Gelifltirilenantimikrobiyal malzemelerin uyumluhale getirilmesiyle boyalara ve di¤erkaplama malzemelerine kar›fl›r halegetirmek mümkün. Araflt›r›lmas› gere-ken önemli baflka bir parametreyse, bumalzemelerin flekilleri (yani morfolojikgörünümleri, fiekil 7’ye bak). Tekstil,boya ve çeflitli kaplamalara, bu malze-meleri katk›land›ra bilmek için morfo-lojilerinin de uygun olmas› gerekiyor.fiekil 7’de mezogözenekli silikalara ikiayr› örnek gösteriliyor. Birinci örnekmikroküre, ikinci örnek, çubuksu yap›-da. Her iki görüntüde taramal› elek-tron mikroskobu (SEM) ile elde edil-mifl bulunuyor. Bu ölçüm boyutlar›ndaher bir kürenin veya çubu¤un içerisin-de de düzenli ve büyüklükleri kontroledilebilen gözenekler var.

Önemli fonksiyonlara sahip malze-meler, gözenekli hale getirilerek (yü-zey alanlar›n› geniflleterek) bu fonksi-yonlar›n› çeflitli uygulamalarda etkinkullan›labiliriz. Fotokimyasal özellikle-ri olan malzemeleri gelifltirerek, kendikendini temizleyen tekstiller veya çe-flitli kaplamalar üretebiliriz. Bu uygu-lamalarda kritik nokta, az miktardamalzemeyle önemli bir ifllevin yerinegetirilmesi. Bunu yaparken de konul-du¤u ortamlardan y›kanarak veya bafl-ka fiziksel ifllemlerle at›lmamas› ve ifl-levinin tekrar yüklenebilir olmas› ol-dukça önemli. Yukar›da anlat›lan uy-gulamalar›n tamam›, nanomalzemeler

3 Aral›k 2006B‹L‹M veTEKN‹K

fiekil 5. Mezogözenekli malzemenin flematik gösterimi (solda) ve gerçek malzemenin TEM görüntüsü (sa¤da).

fiekil 6. UV ›fl›¤› ile uyar›lm›fl, Si depolu mezogözenekli silika filmlerin (solda) oda s›cakl›¤›nda(sa¤da) s›v› azot s›cakl›¤›ndaki fotograflar›.

ve bu malzemelerin uygun ifllevselleflti-rilmesiyle yap›labilir. Nanoteknolojiningünlük hayat›m›za girece¤i ilk uygula-malar›, kimya ve malzeme tabanl› olan-lar. Dolay›s›yla bu malzemelerin sen-tez yöntem ve mekanizmalar›n›n olufl-turulmas›, yüzeykimyas›n›n ve morfo-lojisinin iyi anlafl›lmas› gerekiyor.

Tekstil ve AntimikrobiyalMalzemeler

Tekstil ürünlerinin foksiyonel halegetirilmesinin en önemli nedenleri,1) mekanik, kimyasal, fotokimyasalveya termal bozunmamalara karfl› da-yan›kl›l›¤›n artt›r›lmas›, 2) su, ya¤ vekirlenmeye karfl› iticili¤inin gelifltiril-mesi, 3) morötesinden k›z›lötesineelektromanyetik dalgay› so¤urma ve›fl›tma özelli¤inin de¤ifltirebilmesi, 4)antistatik ve elektromanyetik koruyu-cu etkiler için elektrik iletkenli¤iningelifltirilmesi, 5) aktif ajanlar›n tutula-bilmesi (hareketsizlefltirme) ve kon-trollü sal›n›m›, 6) buruflmazl›k olaraks›ralanabilinir. Yukar›da s›ralanan ifl-levlerin tümünü, nanoteknoloji ve na-nomalzemeleri uygun koflul ve mik-tarlarda kullanarak tekstil ürünlerinekazand›rmak mümkün.

Mikroorganizmalar ç›plak gözlegörülemeyecek kadar küçük canl›lar.Havada, vücudumuzda, toprakta, su-da ve temas etti¤imiz bütün yüzeyler-de bulunabilmekte, uygun flartlar or-

taya ç›kt›¤›nda üremekte ve h›zla ço-¤alabilmekteler. Giysiler ve di¤ertekstil ürünleri, mikroorganizmalar›nüremeleri ve uzun süre yaflamlar›n›devam ettirebilmeleri için uygun yer-ler. Bunun yan›nda mikroorganizma-lar tekstil ürünlerinde biyoparçalan-ma, renk de¤iflimi, lekelenme gibi pekçok soruna da yol aç›yorlar. Tekstilmalzemelerine kat›lmak üzere, birçok antibakteriyal ajan gelifltirilmesi-ne karfl›n, bunlar›n bir ço¤u, y›kamas›ras›nda bu özelliklerini yitirdikleri,çevreye ve insan sa¤l›¤›na zararl› ol-duklar› ve tekstilin baz› özelliklerinizay›flatmalar› nedeniyle kullan›lam›-yor. Genelde organik antimikrobiyalmalzemeler, ter yoluyla kolayca deri-den vücuda transfer edildiklerindenve kolay buharlaflt›klar› için, solunumyoluyla insan sa¤l›¤›n› tehdit ederler.‹norganik maddeler, s›ca¤a ve di¤eretkenlere karfl› çok daha kararl› ve in-san vücuduyla daha az etkileflti¤in-

den tercih edilmekte. Bu amaçla kul-lan›labilecek geçifl metallerinin büyükbölümü zehirli oldu¤u için, gümüfliyonu (Ag+) ve titanyum dioksit (TiO2)önemli antimikrobiyaller olarak öneç›kmakta. Gümüfl iyonunun t›bbi ola-rak 650 den fazla hastal›¤a yol açanorganizmalar› öldürdü¤ü ve bilinenorganik antibakteriyallere göre en za-rars›z antibakteriyal ajan oldu¤u, de-riye karfl› zarars›z ve kafl›nt› yaratma-d›¤› biliniyor.

Bilkent Üniversitesi’nden UlusalNanoteknoloji Araflt›rma Merkezi(UNAM) bünyesinde; Kimya, Fizik veMoleküler Biyoloji ve Genetik (MBG)bölümlerinden) bir grup ö¤retim üyesi(Doç. Dr. Ömer Da¤ (Kimya), Prof. Dr.fiefik Süzer (Kimya), Y. Doç. Dr. Em-rah Özensoy (Kimya), Prof. Dr. Meh-met Öztürk (MBG), Y. Doç. Dr. Meh-met Bay›nd›r (Fizik), Y. Doç. Dr. ‹hsanGürsel (MBG)), Koç Üniversitesi Kim-ya Bölümünden Prof. Dr. ‹skender Y›l-gör, Ege Üniversitesi Tekstil Mühen-disli¤i Bölümünden Dr. Mustafa E.Üreyen ve Pamukkale ÜniversitesiTekstil Mühendisli¤i Bölümünden Y.Doç. Dr. Yüksel ‹kiz den oluflan, güç-lü bir grup oluflturularak, tekstil ürün-lerinin katma de¤erlerini nanotekno-loji kullanarak art›rmak amac›ylaDPT’ye proje yöneticili¤ini üstlendi-¤im genifl kapsaml› bir proje haz›rlan-m›fl bulunuyor. Proje kapsam›nda çal›-flaca¤›m›z konular; nanomalzemeler,yüzey kimyas›, yüzey ifllevsellefltiril-mesi, antimikrobiyal nanomalzemeler,kendi kendini temizleme, nanobiyolojitabanl› malzemeler, ›fl›¤a ve ›s›ya du-yarl› ak›ll› nanofiberler gibi güncel ko-nular. Bu çal›flmalarda elde edileceknanomalzemeler, yukarda da belirtildi-¤i gibi tekstil d›fl›ndaki uygulama alan-lar›nda da kullan›labilir.

D o ç . D r . Ö m e r D a ¤Bilkent Üniversitesi, Kimya Bölümü ve Ulusal

Nanoteknoloji Araflt›rma Merkezi

Kaynaklarhttp/www.sciencedaily.com/enyclopedia/Quantum_dot.Torimoto, T.; Murakami, S. Y.; Sakuraoka, M.; Iwasaki, K.; Okazaki,

K. I, Shibayama, T.; Ohtani, B. J. Phys. Chem. B 2006, 110,13314.

Kresge,C. T.; Leonowicz, M. E.; Roth, W. J.; Vartuli, J. C.; Beck, J. S.Nature 1992, 359, 710.

Dag, Ö.; Ozin, G. A.; Yang, H.; Reber, C.; Bussiere, G. Adv. Mater.1999, 11, 474.

Akdo¤an, Y.; Üzüm, Ç.; Dag, Ö.; Coombs, N. J. Mater. Chem. 2006,16, 2048.

E. Yilgor, I. Yilgor and S. Suzer, Polymer 2003, 44, 7271.S. Unal, I. Yilgor, E. Yilgor, J. P. Sheth, G. L. Wilkes and T. E. Long

Macromolecules, 2004, 37, 7081.

4Aral›k 2006 B‹L‹M veTEKN‹K

fiekil 7. Mezogözenekli silika mikrokürelerin (yukarda) ve mikroçubuklar›n (afla¤›da), soldan sa¤a SEM veTEM görüntüleri.

fiekil 8. Tekstil ipli¤inin mezogözenekli mikrosilikaküre ile fonksiyonlaflt›r›lmas›

flematik anlat›lmaktad›r.

Günümüzde kompozit tekstil ürün-leri uçaklar›n, otomobillerin, spor mal-zemelerinin, binalar, yollar gibi yap›la-r›n vazgeçilmez bileflenlerini oluflturu-yor. Malzeme bilimi, temel bilimler vemühendislik bilimlerinde sa¤lanan iler-lemelerin tekstil malzemelerine uygu-lanmas› sonucunda teknik tekstiller,ileri teknoloji tekstiller, ola¤anüstütekstiller, ak›ll› tekstiller gibi pek çokyeni ürün kategorisi, tekstil literatü-ründe yerini alm›fl bulunuyor. Bu ifllev-sel tekstil ürünlerinin, içinde bulundu-¤umuz yüzy›lda bilim ve teknolojininher alan›nda köklü de¤iflikliklere yolaçacak bir teknolojik alan olarak ka-bul edilen nanoteknoloji sayesinde,çok daha geliflmifl ürünler haline gele-bilecekleri, tekstil ve haz›r giyim sek-törlerinde 盤›r açacak yeniliklere ola-nak sa¤layacaklar› flimdiden görülebil-mekte.

Tekstil ve haz›r giyim ürünlerine sugeçirmezlik, leke tutmazl›k, burufl-

mazl›k, antimikrobiyallik, anti statik-lik, UV koruyuculuk, yanmazl›k veyagüç tutuflurluk ve daha iyi boyanabi-lirlik gibi özellikler kazand›ran nano-teknoloji tabanl› ürünler gelifltirilmiflve kullan›mlar› yayg›nlaflmaya baflla-m›fl bulunuyor. Bunlar›n d›fl›nda gelifl-tirilen ›s›, ›fl›k, bas›nç, kimyasal gibiçeflitli d›fl etkilerdeki de¤iflmelerlerenk de¤ifltiren ürünler dekoratifamaçl› kullan›labildikleri gibi; nab›z,s›cakl›k, tansiyon gibi vücut fonksi-yonlar›ndaki de¤iflmeleri belirleyipkullan›c›y› uyarmak amac›yla da kulla-n›labiliyorlar. Elektronik tekstiller ala-n›nda da yo¤un çal›flmalar yürütül-mekte.

Yak›n bir gelecekte kendi kendinitemizleyebilen ve asla k›r›flmayan giy-siler sayesinde, belki de çamafl›r maki-nesi ve ütüler yaln›zca müzelerde gö-rülebilecek. Bunun yan›nda tekstilürünleri ayn› zamanda bilgisayar, yolbilgisayar›, müzikçalar, cep telefonu,

internet ba¤lant› eleman› gibi ifllevlerede sahip olacak. Vücut ifllevlerimizikontrol edebilen, gerekti¤inde ilaç ve-ren, mikroorganizmalardan ve zehirligazlardan koruyan, güzel koku veren,yaralar›m›z› tedavi etmeye yarayan,aromaterapik ürünlerle kendimizi da-ha iyi hissetmemizi sa¤layan tekstilürünleri flimdiden piyasaya sürülmeyebaflland› bile.

Çelikten daha sa¤lam, çok hafif,yanmaz ve daha kolay ifllenebilir teks-til kompozitleri, günlük hayatta kul-land›¤›m›z giysiler ve ev tekstilleri d›-fl›nda, tafl›ma araçlar›ndan binalara,askeri giysilerden koruyucu ürünlerekadar pek çok alanda önemli ifllevlersa¤layan bileflenler olacak.

Nanoteknoloji ayr›ca tekstil üreti-minde kullan›lan boya ve yard›mc›kimyasallar›n daha verimli ve çok da-ha az kullan›lmas›n› sa¤layarak hemüretim maliyetlerinde hem de çevrekirlili¤inde azalmaya da neden olacak.

Nanoteknoloji veTürk Tekstil ve Haz›r

Giyim Sektörleri

1 Aral›k 2006B‹L‹M veTEKN‹K

fiekil 1: Sol resim-mp3 çalarl› elektronik tekstil (Rosner GmbH&Co), sa¤ resim- Aloe vera nano parçac›klar içeren mikro poliamid lifleri (Nurel/‹spanya) ve bu liflerden üretilen giysi

Türk Tekstil ve Haz›rGiyim Sektörleri ve Nanoteknoloji Uygulamalar›

Türk tekstil ve haz›r giyim sektörle-ri 1970’li y›llarda iplik sektörü ile bafl-layan yat›r›mlarla h›zla büyüdü ve90’l› y›llar›n ortalar›nda tüm ülke ihra-cat›n›n %40’tan fazlas›n› yapar halegeldi. Bu dönemde tekstil sektörü ortave düflük kaliteli ürünlerin üretimiylebüyürken, tekstil makineleri ve kimya-sallar› alan›nda hemen hemen hiç et-kinlik göstermedi. Kullan›lan makineve kimyasallar›n büyük bölümü ithalatyoluyla karfl›land›. Yani Türk tekstil vehaz›r giyim sektörleri “teknoloji üre-ten” de¤il “teknoloji kullanan” bir ya-p› oluflturdular. Sonraki y›llarda, buhatan›n yan›nda artan maliyetler,Uzakdo¤u ülkelerinin pazarda etkin-liklerini art›rmalar› ve yaflanan ekono-mik krizlerle birlikte her iki sektördeciddi problemler yaflanmaya baflland›.Yaklafl›k 17 milyar dolarl›k ihracatla2005 y›l›nda toplam ülke ihracat›n›n%23,3’ünü gerçeklefltiren tekstil ve ha-z›r giyim sektörleri, görece olarak hâlâçok büyük olmalar›na karfl›n zor du-rumda bulunuyorlar. Gittikçe artantekstil ve haz›r giyim ithalat› da önem-li bir tehlike yaratmakta.

Günümüzde tekstil ve haz›r giyimsektörleri ayakta durmakta zorlanma-lar›na karfl›n iyi yetiflmifl insan gücü,yap›sal dinamizm, modern ve esnek ifl-letmeler, Avrupa’ya ya-k›nl›k gibi avantajla-r› da bünyelerinde

tafl›yorlar. Pek çok firma, yüksek kali-tede moda ürünler ve teknik tekstilüretimiyle bu krizi afl›p, dünya piyasa-lar›nda yer edinmek konusunda yo¤unçaba harcac›yor. Nanoteknolojinin ileriteknoloji ürünü, ifllevsel ve ak›ll› teks-tillerin gelifltirilmesi ve üretimi konu-sunda genifl imkânlar sundu¤unu farkeden baz› firmalar›m›z, nanoteknolo-jiyle üretilmifl malzemeler kullanarakkumafllara su ve ya¤ iticilik, leke tut-mazl›k, kolay ütülenme, nefes alabilir-lik gibi özellikler kazand›ran tekstil vehaz›r giyim ürünleri üretiyorlar. Bu-nun yan›nda nanoyüzey kaplama ürü-nüyle boyama makinelerindeki ›s› kay-b›n› önlemeye yönelik çözümler üre-ten ve iplik makinelerinde kullan›lankopçalarda nano bor kullanarak daya-n›m artt›rma konusunda çal›flmalar ya-pan Türk firmalar› da var. Tekstil kim-yasallar› üreten ve pazarlayan baz› fir-malar taraf›ndan çeflitli antimikrobiyalkimyasallar, Türkiye’ye ithal edilerekpazarlanmakta. Bunlar›n içerisinde na-noteknoloji ürünü olanlar da bulun-

uyor. Bir yerli boya firmas›,nanoteknoloji kullana-

rak üretti¤i boyalar›tekstil sektörüne

uyarlamak amac›ylaTÜB‹TAK TekstilAraflt›rma Merkezi’nin

dan›flmanl›¤›nda çal›flmalaryürütmekte.

Görüldü¤ü gibi nanoteknoloji konu-su, Türk tekstil sektörünün de ilgisiniçekmekte. Ancak, bu alanda kullan›lannanoteknoloji tabanl› malzemelerinyurtd›fl›ndan ithal edildi¤i unutulma-mal›.

Cientifica/‹spanya kuruluflu taraf›n-dan yay›nlanan bir raporda, nanotek-noloji tabanl› tekstil ürünlerinin 2007y›l›nda 13,6 milyar dolarl›k bir büyük-lü¤e eriflece¤i ve çarp›c› biçimde geli-flerek 2012 y›l›nda 115 milyar dolara

ulaflaca¤› bildirilmekte. Büyümenin gi-yim ve ev tekstilleri d›fl›nda kalan veperformans›n öne ç›kt›¤› teknik tekstil-lerde daha büyük oranda gerçekleflece-¤i, ayn› raporda ifade edilmifl bulunu-yor. Bu veriler, nanoteknoloji tabanl›tekstiller pazar›n›n büyüklü¤ü ve po-tansiyeli hakk›nda önemli bilgiler sun-makta.

Tekstilde nanoteknoloji uygulama-lar› konusunda Avrupa Birli¤i ülkeleri,Amerika, Çin, Hindistan, Japonya, Gü-ney Kore ve Avustralya baflta olmaküzere yo¤un çal›flmalar›n yürütüldü¤ügörülüyor. Çin’in 1 milyon nanotekno-loji uzman› yetifltirme hedefi biliniyor.Bu elemanlar›n bir bölümünün detekstil konusunda uzmanlaflaca¤› aç›k.Pek çok ülkede yeni merkezler ard› ar-d›na aç›lmakta. Örne¤in, Haziran2003’te Hong Kong Politeknik Üniver-sitesi’nde Tekstil ve Haz›r Giyim bölü-müne ba¤l› “Nanotechnology Centrefor Functional and Intelligent Textilesand Apparel” (‹fllevsel ve Ak›ll› TekstilMalzemeler ve Nanoteknoloji Merkezi)isimli bir merkez kurulmufl bulunuyor.Yaklafl›k 2 milyon Amerikan dolarl›kbütçe ve yedi ticari firman›n deste¤iylekurulan bu merkezde, üç y›l içerisindenanoteknoloji tabanl› antimikrobiyalmalzemeler, UV koruyucu, su geçir-mez ve kendi kendini temizleyebilenkumafl, elektronik tekstiller gibi pekçok ürün gelifltirilerek piyasaya sürül-dü. Son y›llarda konferans ve sempoz-yumlarda sunulan, uluslararas› dergi-lerde yay›mlanan makalelerin h›zla ar-tan say›s›, yap›lan çal›flmalar›n yo¤un-lu¤unu da aç›kça göstermekte.

Türk tekstil ve haz›r giyim sektörle-ri dinamik yap›lar› ve uzun y›llard›redindikleri bilgi birikimini Ulusal Na-noteknoloji Merkezi ve üniversitelerinbilgi birikimiyle birlefltirerek yarata-caklar› sinerjiyle tamamen yerli nano-teknoloji tabanl› tekstil ürünleri gelifl-tirmek ve dünya pazarlar›nda güçlübir flekilde yer almak konusundaönemli bir f›rsata sahipler. Türkiye,geçmiflte tekstil makineleri ve kimya-sallar› konusunda uzmanlaflmayarakyapt›¤› hatan›n benzerini günümüzdenanoteknoloji konusunda yapmamal›ve bu önemli f›rsat› kaç›rmamal›.

D r . M u s t a f a E . Ü r e y e nEge Üniversitesi Müh.Fak. Tekstil Bölümü

Ulusal Nanoteknoloji Araflt›rma Merkezi Nanoteknoloji Tabanl› Tekstiller Çal›flma Grubu

2Aral›k 2006 B‹L‹M veTEKN‹K

Polimerik malzemelerde nanoyap›lar›nvarl›¤› ve bunlar›n polimerlerin çeflitli özellik-leri üzerine olan etkileri yaklafl›k 40 y›ld›r bi-linmekteydi. Buna karfl›l›k, son zamanlardagelifltirilen yeni alet ve yöntemlerle nanoyap›-lar›n ayr›nt›l› olarak gözlenebilmeleri, polime-rik malzemelerde kimyasal yap›-nanoyap›-per-formans iliflkilerinin çok daha iyi anlafl›lmas›-n› ve kontrol edilebilmesini sa¤lam›flbulunuyor.

Polimerik elyaflar›n, özellikle de fonksi-yonel ve/veya ak›ll› elyaflar›n performansla-r›n› belirleyebilmek için kütle (kimyasal yap›ve morfoloji veya nanoyap›) ve yüzey (kimya-sal gruplar, pürüzlülük, yüzey enerjisi) yap›-lar›n›n çok iyi anlafl›lmas› gerekli. Kütle ya-p›s› genel olarak elyaflar›n mekanik (modülveya sertlik, uzama ve kopma kuvveti, elasti-kiyet), termal (›s›ya dayan›kl›l›k, yanmazl›k)ve di¤er fiziksel ve kimyasal (yo¤unluk, kris-talleflme, su emebilme, kimyasallara karfl› da-yan›kl›l›k, vs gibi) özelliklerini belirler. Yü-zey yap›s›ysa y›kanabilme, su tutma, sürtün-me, bakteri ve virüslere direnç, çeflitli alg›la-ma (sensör) özellikleriyle yak›ndan ilgilidir.Buradan da kolayca görülebilece¤i üzere, is-tenen performansa sahip, ifllevsel ve/veyaak›ll› elyaflar›n gelifltirilebilmesi için kütleve yüzey özelliklerinin, mümkünse birbirle-rinden ba¤›ms›z olarak, çok iyi kontrol edil-mesi gerekiyor. Genel olarak çok iyi kütleözelliklerini veren bir kimyasal yap›, istenenyüzey özelliklerini vermez. Bu nedenle “op-timum” özelliklere sahip, çok ifllevli elyafla-r›n gelifltirilmesi için en uygun ve yayg›nyaklafl›m, aranan kütle özelliklerine sahippolimerik malzemelerin yüzey özelliklerininçeflitli yüzey aktif katk› ve/veya kaplamamalzemeleri (oligomerler, polimerler, nano-parçac›klar) ve süreçler (örne¤in, elektros-pinning-elektrik alanlar› yard›m›yla) kullan›-larak de¤ifltirilmesidir. Bu flekilde gelifltiri-len çok ifllevli elyaflar, askeri giysiler, koru-yucu hastane elbiseleri, yüksek performans-l› spor giysiler gibi birçok alanda uygulamabulmakta.

Genel bir örnek olarak, elastikiyeti ve da-yan›kl›l›¤› yüksek, su emebilen, kendi kendinitemizleyebilen ve üzerinde bakteri bar›nd›r-mayan ifllevsel bir elyaf, afla¤›da verilen yakla-fl›mlar kullan›larak haz›rlanabilir. Elastikiyet,yüksek dayan›kl›l›k ve su emebilme, kütleözellikleri. Bu özelliklere sahip en önemlimalzemeler hidrofilik (su seven), poliüretanü-re (PÜÜ) yap›s›ndaki kopolimerler. Kendinitemizleyebilme ve bakteri bar›nd›rmamaysayüzey özellikleridir. Kendini temizleyebilenyüzeyler birkaç de¤iflik yöntemle haz›rlanabi-lir. Bunlardan bir tanesi, elyaf olarak kullan›-lacak PÜÜ kopolimerinin içerisine yüzey aktifve ayn› zamanda da su itici olan flor veya si-likon içeren polimerik katk› maddelerinin ka-t›lmas›. Ayr›ca, elyaflar›n elektrospinning yön-temi kullan›larak haz›rlanmas› da su iticili¤i-ni art›racak. fiekil 1’de gösterildi¤i gibi, elek-trospinning yöntemi ile nano boyutlarda a¤yap›l› elyaflar haz›rlamak mümkün. Di¤er biryöntemse, yüzey aktif katk› maddelerinin ya-n› s›ra, PÜÜ kopolimerine yüzey pürüzlülü¤üsa¤lamas› için nanoparçac›k (örne¤in silika)eklenmesi. Bu da elyaf yüzeyinin fiekil 2’degösterildi¤i üzere nilüfer yapra¤› yüzeyi gibibir yap›ya sahip olmas›n› ve yüksek su iticili-¤i sa¤layacakt›r. Elyaflar›n üzerinde bakteriyaflamas›n› önlemek içinse PÜÜ ile kar›flabi-len ve elyaf yüzeyinde kalabilen özel biyosit-ler (bakteri öldürücüler) kullan›labilir. PÜÜiçerisine kat›labilecek özel bir biositin kimya-sal yap›s› (3-a) ve flematik gösterimi (3-b) fie-kil 3’te gösteriliyor. Oligomerik katk› madde-sinin biyosit özellikleri, amonyum iyonu tipin-deki yap›dan gelmektedir. fiekil 4’te flematik

olarak gösterildi¤i üzere, oligomerin polieteryap›s›ndaki hidrofilik k›sm›, PÜÜ ile kar›flma-y› ve elyafa kuvvetli bir flekilde tutunmay›,uzun bir alkil yap›s›nda olan hidrofobik k›s-m›ysa, biyositin elyaf›n yüzeyinde kalmas›n›ve etkin olmas›n› sa¤lamakta.

Katk›s›z PÜÜ (5-a), %0.5 biyosit katk›l›PÜÜ (5-b) ve pürüzlü bir yüzeye sahip %0.5biyosit katk›l› PÜÜ (5-c) filmlerinin B. anthra-cis sporlar›na karfl› olan etkinlikleri fiekil 5’tekarfl›laflt›rmal› olarak verilmekte. Burada y-ekseni filmler üzerine 107 cfu/mL miktar›ndakonulan B. Anthracis sporlar›ndan ne kadar›-n›n 48 saat sonra ölmüfl oldu¤unu logaritmikolarak göstermekteiyor. Buradan kolayca gö-rülece¤i üzere pürüzlü bir yüzeye sahip, %0.5biyosit katk›l› PÜÜ, en etkin korunmay› sa¤-lamakta.

‹ s k e n d e r Y › l g ö rKoç Üniversitesi, Kimya Bölümü

Ulusal Nanoteknoloji Araflt›rma Merkezi (UNAM)

Kaynaklar:I. Y›lgör and E. Y›lgör, Polymer, 1999, 40(20), 5575-5581E. Yilgor, I. Yilgor and S. Suzer, Polymer, 2003, 44(24), 7271-7279M. M. Demir, I. Yilgör, E. Yilgör and B. Erman, Polymer, 2002,

43(11), 3303-3309M. Y. Yuce, A. L. Demirel and F. Menzel, Langmuir 2005, 21,

5073-5078Luna Innovations, Blacksburg, VA, USA

1Aral›k 2006 B‹L‹M veTEKN‹K

fiekil 1. Elektrospin-ning yöntemi ile na-no boyutlarda haz›r-lanabilen a¤ yap›l›elyaflar

fiekil 2. (a) Nilüfer yapra¤›n›n yüzey yap›s› ve (b)silika nanoparçac›klar› kat›lm›fl su itici bir PÜÜ yü-zeyi üzerinde oluflan çok yüksek kontak aç›l› su

damlac›klar›

fiekil 3. (a) PÜÜ içerisine kat›labilecek hidrofilik vehidrofobik gruplar içeren bir biyositin kimyasal ya-

p›s› ve (b) bu yap›n›n flematik gösterimi [5]

a b

(a) (b) (c)

‹fllevsel POL‹MER‹K ELYAFLAR VE AKILLI TEKST‹LLER

fiekil 4. Hidrofilik ve hidrofo-bik gruplar içeren biositinPÜÜ yüzeyindeki konumununflematik gösterimi [5]

fiekil 5. (a) Katk›s›z PÜÜ, (b) %0.5 biyosit katk›l›PÜÜ ve (c) nilüfer yapra¤› yüzeyine sahip %0.5 bi-yosit katk›l› PÜÜ filmlerinin B. anthracis sporlar›na

karfl› olan etkinlikleri [5]

Nanoteknolojinin tekstil endüstrisin-de kullan›m› birçok uygulama alan› bul-mufl ve ekonomik olarak çok büyükmiktarlara ulaflm›fl durumda. Nano par-tiküllerin tekstil materyallerine uygu-lanmas›yla tekstil ürünlerine üstünözellikler kazand›r›labilmekte. Örne¤in,nano ölçekte metal oksitlerin fotokatali-tik etkisi toksik ve zararl› etkiye sahipkimyasal ve biyolojik yap›lar› bozuyor.Bu sayede vücudumuzdaki bakterilerinoluflturdu¤u kötü kokular, antibakteri-yel ifllem uygulanm›fl tekstil ürünleriyleönlenebilir, ya da kendi kendini temizle-yen giysiler üretilebilir. Günefl ›fl›nlar›-n›n yayd›¤›, özellikle cildimiz için zarar-l› olan morötesi (UV) ›fl›nlar bloke edile-bilir. Nano ölçekte çok ince film tabaka-lar›n›n oluflturulmas›yla, nefes alabilen,fakat su ve rüzgar geçirmeyen, burufl-mayan, antistatik özelli¤e sahip tekstilürünleri yap›labilir. Daha büyük ölçeklipartiküller ile yap›lan bitim ifllemlerin-de tekstil materyalinin görünüflü, tutu-mu ve rengi de¤iflirken, nanoteknolo-jiyle kumafl özellikleri korunabilmekteve daha fazla kaplama alan› sayesindedaha etkin kullan›labilmekte. Faz de¤ifl-tiren malzemelerle, s›n›rl› süre de olsakendi kendini ›s›tan ve so¤utan tekstilürünleri yap›lmakta. Tekstil kompozit-lerinde kullan›lan nano ölçekli madde-

ler, matris (kal›p, taban) malzemeyleolan yüksek kaplama alan›ndan dolay›mukavemeti art›rmakta, iletkenlik veantistatik etkilerini gelifltirmekte.

Nanolif üretimi ve bu liflerden teks-til yüzeylerinin oluflturulmas› nano tek-nolojinin tekstilde bir baflka uygulama-s› olarak karfl›m›za ç›k›yor. Nanolif ta-n›m›nda genel bir uzlaflma olmamaklaberaber, en yayg›n olarak çaplar› 1mikrondan küçük lifler için kullan›l-›yor. fiekil 1, di¤er yöntemlerle eldeedilen en ince lifle nanoliflerin karfl›lafl-

t›rmas›n› gösteriyor. Lif çaplar› küçül-dükçe, elde edilen tekstil materyalleri-nin fiziksel özellikleri önemli ölçüdeolumlu yönde de¤ifliyor ve birçok yeniuygulama alanlar› buluyor. Örne¤in, bi-rim a¤›rl›k bafl›na kaplama faktörü di-¤er yöntemlerle elde edilen en ince lif-lere göre 40 kat art›yor ve yaklafl›k 100gr nanolifle bir futbol sahas› kaplana-biliyor. Bunlar, etkileflimde bulundu¤udi¤er maddelerle olan yüksek temasyüzeyi sayesinde mükemmel temizlikmalzemeleri. Dokusuz yüzey üretimin-de lif çaplar›ndan ötürü çok küçük gö-zenekler oluflturuyorlar ve filtrasyonetkisini ola¤anüstü art›r›yorlar. fiekil 2nanoliflerle bir polen sporunun filtras-yonunu gösteriyor. Yapay organlar, ya-pay damarlar, ilaç nakli, bariyer kumafl-lar›, nanoliflerin di¤er kullan›m alanla-r›. Ancak nanoliflerin afl›nma dayan›m-lar› çok düflük. Bundan dolay›, özellik-le filtrasyon gibi mekanik etkilerin faz-la oldu¤u durumlarda, afl›nma dayan›-m› yüksek di¤er tekstil lifleriyle birliktekullan›m› gerekmekte.

Y r d . D o ç . D r . Y ü k s e l ‹ k i zPamukkale Üniversitesi Mühendislik Fakültesi,

Tekstil BölümüUlusal Nanoteknoloji Araflt›rma Merkezi (UNAM)

Kaynaklar1. Qian, L., Hinestroza, J. P., “Application of nanotechnology for

high performance textiles”, Journal of Textile and Apparel,Technology and Management, Volume 4, Issue 1, Summer2004.

2. Hedge, R. R., Dahiya, A., Kamath, M. G., “Nanofiber nonwovens”,http://web.utk.edu/~mse/pages/Textiles/Nanofiber%20Nonwovens.htm

TEKST‹LDE NANOTEKNOLOJ‹

1 Aral›k 2006B‹L‹M veTEKN‹K

fiekil 1: Eriyik yöntemiyle elde edilen lifler ile nano liflerin görünüflü [2]

fiekil 2: Nano lifler ile polen sporunun filtrasyonu [2]