Akrilik ve Polikarbonattan Görünmez ve Silinmez Etiket Geliştirdiler

Michigan Üniversitesi öncülüğünde geliştirilen ekonomik fotonik liflerle yapılan dokuma etiketler, çıplak gözle görülebilecek, yalnızca yakın kızılötesi ışık veya herhangi bir kombinasyon altında okunabilecek şekilde özelleştirildi.

Her yıl atılan 92 milyon ton giysi ve diğer tekstil ürünlerinin %15’inden daha azı, kısmen ayrıştırılması çok zor olduğu için geri dönüştürülüyor. Bu açıdan bakıldığında; Michigan Üniversitesi öncülüğündeki bir ekip tarafından geliştirilen ve ucuz fotonik liflerle yapılan dokuma etiketler yaygın kanıyı değiştirecek.

UM Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Profesörü Max Shtein; “Doğrudan bir giysinin kumaşına dokunan bir barkod gibi.” ifadelerini kullanarak; “Liflerin fotonik özelliklerini, onları çıplak gözle görülebilecek, yalnızca yakın kızılötesi ışık veya herhangi bir kombinasyon altında okunabilecek şekilde özelleştirebiliyoruz.” dedi.

Sıradan etiketler genellikle bir giysinin kullanım ömrünün sonuna kadar dayanmıyor, kesilebiliyor, okunamayacak hale gelene kadar yıkanabiliyor ve ürün etiketsiz olarak . Eğer kumaşa, okunması gerekene kadar görünmeyecek bir etiket eklenmişse geri dönüşüm daha etkili olabiliyor.

Geri dönüştürücüler, halihazırda farklı malzemeleri doğal olarak oluşan optik imzalarına göre tanımlayan yakın kızılötesi ayırma sistemlerini kullanıyorlar. Örneğin; bir su şişesindeki PET plastik, yakın kızılötesi ışık altında bir süt şişesindeki HDPE plastiğe göre daha farklı görünüyor.

Farklı kumaşların da farklı optik imzaları mevcut ancak Shtein’ın laboratuvarında yaptığı doktora sonrası araştırmacı olan Brian Iezzi, harmanlanmış kumaşların yaygınlığı nedeniyle bu imzaların geri dönüştürücüler için sınırlı bir kullanım alanı olduğunu açıklayarak; “Doğal optik imzalar bu düzeyde bir hassasiyet sağlayamaz ancak fotonik fiberlerimiz bunu gerçekleştirebiliyor.” dedi.

Ekranlar, güneş pilleri ve optik filtreler gibi ürünlere uygulanan fotonik uzmanlığı, MIT’nin Lincoln Laboratuvarı’ndaki gelişmiş tekstil yetenekleriyle birleştirerek bu teknolojiyi geliştirdi. Laboratuvar, fotonik özellikleri büyük ölçekli üretimle uyumlu bir sürece dahil etmek için çalıştı. Bu, düzinelerce değişen katmandan oluşan plastik bir hammadde olan bir ön kalıpla başlayarak başarıldı. Bu durumda akrilik ve polikarbonat kullanıldı. Her bir katman net olsa da iki malzemenin kombinasyonu, renk gibi görünebilen optik efektler oluşturmak için ışığı büküyor ve kırıyor. Kelebek kanatlarına ışıltı veren de aynı temel olgudur.

Ön numune ısıtılıyor ve sonra mekanik olarak saç inceliğinde bir lif teli formuna getiriliyor. Üretim süreci yöntemi, polyester gibi geleneksel sentetik elyafları yapmak için kullanılan ekstrüzyon tekniğinden farklı olsa da daha sonra tekstil üreticileri tarafından kullanılan aynı ekipmanla işlenebilen aynı uzunluktaki şeritler gibi üretebiliyor.

Araştırmacılar, malzemelerin karışımını ve ön kalıbın çekilme hızını ayarlayarak istenen optik özellikleri oluşturmak ve geri dönüştürülmeyi sağlamak için lifleri uygun hale getirdi. Fotonik elyafın, geleneksel tekstillerden daha yüksek maliyetli olmasına rağmen araştırmacılar bunun nihai ürünlerin maliyetinde yalnızca küçük bir artışa neden olacağını ön görüyor.

Iezzi; “Fotonik liflerin yalnızca küçük bir yüzde oluşturması gerekiyor. Bitmiş bir giysinin %1’inden daha az. Bu, bitmiş ürünün maliyetini, hepimizin aşina olduğu kullan ve bakım etiketlerinin maliyetine benzer şekilde yaklaşık 25 sent arttırabilir. Cep telefonları gibi elektronik cihazlar daha sofistike hale geldikçe potansiyel olarak bu tür fotonik etiketleri okuma yeteneğine sahip olabilirler. Bu nedenle dokuma etiketlerin tüketiciler ve geri dönüştürücüler için yararlı bir özellik olduğu bir gelecek hayal ediyorum.” ifadelerini kullandı.

Ekip, patent koruması için başvuruyu tamamladı ve teknolojinin ticarileştirilmesiyle ilerlemenin yollarını değerlendiriyor.

Ayrıca araştırma, ABD Ulusal Bilim Vakfı ve Savunma Bakanlığı Araştırma ve Mühendislik Müsteşarlığı tarafından destekleniyor.