Giyilebilir teknolojide ‘elyaf çip’ devri: Kıyafetler bilgisayara dönüşüyor

Çinli araştırmacılar, elektronik dünyasında ezber bozan bir buluşa imza atarak, insan saçı inceliğindeki tellerin içine eksiksiz elektronik devreler yerleştirmeyi başardı. Tamamen esnek, yıkanabilir ve yüksek dayanıklılığa sahip bu ‘elyaf çipler’, tekstil ürünlerini birer bilgisayara dönüştürmeye hazırlanıyor.

Giyilebilir teknolojilerde hantal donanımların yerini alacak devrim niteliğinde bir adım atıldı. Şanghay'daki Fudan Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, geleneksel sert silikon mikroçiplerin aksine, tamamen esnek ve kumaşın dokusuna entegre olabilen ‘elyaf çipler’ (Fiber Entegre Devreler - FIC) geliştirdi.

South China Morning Post'un (SCMP) aktardığına göre, Çin Bilimler Akademisi'nden Peng Huisheng liderliğindeki ekip, elektronik devrelerin sert zeminler yerine elastik alt tabakalarda nasıl çalışabileceğini yeniden tanımladı. Bu teknoloji sayesinde düz çipleri kumaşa takmak yerine, kumaşın kendisi bir bilgi işlem sistemi haline geliyor.

SANAYİ STANDARTLARINDA PERFORMANS

Geliştirilen her bir lif, yaklaşık bir insan saçı kalınlığında olmasına rağmen santimetre başına 10.000 transistör yoğunluğuna ulaşıyor. Bu oran, geleneksel işlemcilerde kullanılan endüstriyel standartlarla yarışır nitelikte.

Laboratuvar ortamındaki mevcut üretim teknikleriyle, 1 milimetrelik bir fiber çip binlerce transistörü barındırarak tıbbi implantlarla benzer bir işlem kapasitesi sunabiliyor. Araştırmacılar, lif uzunluğunun bir metreye çıkarılması durumunda, klasik bilgisayar işlemcilerindeki (CPU) kadar transistörün sisteme entegre edilebileceğini belirtiyor.

YIKANABİLİR VE 15 TON BASINCA DAYANIKLI

Yeni teknolojinin en dikkat çeken yönü ise ticari kullanıma uygun dayanıklılık seviyesi. Sert çiplerin aksine, gerçek dünya koşullarına göre tasarlanan FIC'ler, zorlu testlerden başarıyla geçti:

• Esneklik: Yüzde 30'a kadar esneyebiliyor ve santimetre başına 180 derece bükülebiliyor.
• Dayanıklılık: 10.000'den fazla bükülme ve aşınma testine dayandı.
• Yıkanabilirlik: 100'den fazla yıkama işleminden sonra işlevselliğini korudu.

Ekstrem Koşullar: 100 santigrat derece sıcaklığa ve üzerinden geçen 15,6 tonluk bir konteyner kamyonunun basıncına rağmen çalışmaya devam etti.

SERİ ÜRETİM POTANSİYELİ

Bu teknoloji; güç kaynağı, algılama, hesaplama ve görüntüleme işlevlerini tek bir bağımsız fiberde birleştirerek akıllı giysilerde harici çip veya kablo ihtiyacını ortadan kaldırıyor. Fudan ekibi, son on yılda enerji depolama, ışık yayılımı ve biyosensör gibi özelliklere sahip 30'dan fazla işlevsel fiber cihaz geliştirdi.

Laboratuvar ortamında ölçeklenebilir üretimi de kanıtlayan araştırmacılar, mevcut altyapının gelecekteki seri üretimi destekleyebileceğini vurguluyor. Teknolojinin; beyin-bilgisayar arayüzleri, akıllı tekstiller ve sanal gerçeklik (VR) gibi katma değeri yüksek alanlarda kullanılması hedefleniyor.