今年冬天接連的寒潮讓各地“速凍”，石墨烯發(fā)熱服飾也順勢在各大電商平臺成為熱銷爆款品類，比如發(fā)熱羽絨服、發(fā)熱馬甲、發(fā)熱帽子、發(fā)熱圍脖等等。

其實石墨烯不僅僅運用在服飾發(fā)熱方面，在電子學、光學、磁學、生物醫(yī)學、催化、儲能和傳感器等領域都有廣闊的前景，被公認為“未來材料”和“革命性材料”。

石墨烯為什么如此神奇？下面我們從石墨烯發(fā)熱膜應用的角度，來聊一聊這個神奇的材料。

石墨烯材料究竟是什么？

石墨烯被是從天然石墨材料中剝離出來單純由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，這一材料的提取和發(fā)現(xiàn)，也讓英國的兩位物理學家榮獲了2010年諾貝爾物理學獎。

石墨烯被認為是目前已知最薄、最堅硬、柔韌性最好、重量最輕的納米材料。

石墨烯擁有高導熱性、導電奇快、阻隔性高、超薄性能、磁性極強、強度甚高、高熱穩(wěn)定、完全透明等特點。

簡單來說，比鉆石還硬、比銀的電阻還低，擁有最高的導電速度和導熱系數(shù)，并且?guī)缀跏峭耆该鞯臓顟B(tài)，跟紙一樣柔。這性能，確實有點無敵了。

不過對于石墨烯的開發(fā)和應用，目前還只是冰山一角。我們在市面上常見到的基本還只有柔性觸摸屏、太陽能電池、OLED透明導電領域，以及本次要講到的石墨烯發(fā)熱膜在服飾、理療以及供暖電器等領域的應用。

石墨烯為什么可以發(fā)熱？

前文介紹了石墨烯擁有奇快的導電性能，當給石墨烯發(fā)熱膜兩端電極通電之后，電熱膜中的碳分子在電阻中產(chǎn)生聲子、離子和電子，由產(chǎn)生的碳分子團之間相互摩擦、碰撞布朗運動而產(chǎn)生熱能。

熱能又通過控制波長在5-14微米的遠紅外線以平面方式均勻地輻射出來，能很好的被人體吸收，有效電熱能總轉換率達99%以上，同時加上特殊的石墨烯材料的超導性，可以保證發(fā)熱性能穩(wěn)定。

也就是說，可以通過電能以石墨烯為載體轉化為熱能，而且這種轉化的效率比市面上所有材料都要高。

通過控制輻射波長的手段，讓人體更易吸收，還能起到一定的理療作用（紅外線理療），甚至未來還有可能通過太陽能來轉化為熱能。

石墨烯發(fā)熱服飾靠譜嗎？

有用，但用在服飾上還不方便，也沒有那么玄。

石墨烯目前只能通過電能轉化為熱能，所以，無論是什么產(chǎn)品形態(tài)都需要給它供電。穿在身上，那么必須要隨身帶著一個移動電源。

另外石墨烯通過遠紅外線散熱的方式被人體吸收，那也就意味著實際穿著在身上的體感溫度，并沒有紅外成像儀中拍攝的那么高。

因為紅外線一旦跟人體接觸，是會立馬被人體所吸收的。比如直接探測到50度左右，被人體吸收后，溫度就變成了30度左右。當然，這個溫度應用在服飾上也足夠了，人體還是能由內而外的感受到溫暖。

相比傳統(tǒng)的電阻發(fā)熱，石墨烯發(fā)熱更加安全，不會斷電擊穿，哪怕部分被破壞了，也不會影響整體的工作。

很多石墨烯服飾的宣傳頁面上還稱，產(chǎn)品可以水洗，那是因為石墨烯材料本身有疏水性，不過其片層結構，也容易團聚疊層，需要看產(chǎn)品是用什么方式去應用的。

既然商家說能手洗，那大可放心，只要不是非常暴力，應該都沒問題。

但由于石墨烯的成本昂貴，市售很多服飾類產(chǎn)品，其加熱模塊并不一定是純粹的石墨烯加熱片，很可能是碳纖維或者納米管，次一點就是傳統(tǒng)電線式的加熱芯片了。

其中碳纖維相對成本低，產(chǎn)品形態(tài)也更接近石墨烯，是用得最多的一種加熱方案。

不過碳纖維有一個致命的缺點，一旦彎折斷裂，斷裂的位置電阻會相差幾十倍，容易局部高溫，引起燙傷甚至起火。

這里給需要購買發(fā)熱羽絨服的小伙伴一些建議。首先一定要看好發(fā)熱單元的材料，到底是石墨烯還是碳纖維，留意商品詳情的一些角落位置，然后找客服去確認，如果無法確認的，基本就可以排除是石墨烯了。

優(yōu)秀的產(chǎn)品功能，商家是不可能掖著藏著的。更重要的還是要看羽絨服的基礎性能，從它本身的材質入手做選擇。

一般羽絨服都有鴨絨、鵝絨，以及不同的絨量填充度。盡量能選擇鵝絨，填充度在90%以上。部分劣質羽絨服用的鴨絨品質非常奇葩，有網(wǎng)友反饋晾曬了一個月還有很大的味道。

石墨烯發(fā)熱還有哪些日常應用？

石墨烯地暖、發(fā)熱墻

鋪設方面，區(qū)別于傳統(tǒng)的水暖地暖，對層高的要求比較低。

水暖需要找平，鋪設3cm的水泥砂漿，加上水管本身的高度，整個水暖就有7-8cm高了，而石墨烯只需要2cm的保溫板，其本身的厚度不過0.1cm。

能耗方面石墨烯顯然更低，也不用整個冬天一直開著，隨時用隨時開。

后期維護不需要清理管道，一般也沒有破損的風險。當然這都是建立在石墨烯地暖技術成熟的基礎上說的，目前石墨烯地暖市場還是非常初期的階段，可選擇的品牌少，而且真正的石墨烯地暖價格巨貴，大家量力而行。

石墨烯紅外取暖器

像踢腳線、暖風機、歐快這些都在蹭石墨烯的熱度。

目前石墨烯電暖器基本上利用的是石墨烯涂層的導熱性，主要的發(fā)熱材料仍然是金屬加熱片，效果上也沒有太大的區(qū)別。仍然是技術成本和材料成本太高所致，材料本身是沒問題。

石墨烯理療護具

紅外線光療法是一種能夠舒緩組織、促進血液循環(huán)、增強人體代謝，甚至還能消炎止痛的被醫(yī)學界證實的方法。

但這類石墨烯護具能不能達到光醫(yī)療設備的標準？使用者能否正確合理的使用？這些都影響著最終對人體的效果。

寫在最后

石墨烯材料被發(fā)現(xiàn)已經(jīng)十多年的時間了，堪稱“革命性的材料”在市場上的應用卻顯得有些普通，并沒有“黑科技爆表”。

主要原因還是市場驅動和技術驅動的差異，是要拿它做噱頭？還是腳踏實地的好好研究它？期待更多大品牌推出真正讓人刮目相看的石墨烯產(chǎn)品。
責編AJX