石墨烯發(fā)熱，是黑科技還是智商稅？

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(shì)在各大電商平臺(tái)成為熱銷(xiāo)爆款品類(lèi)，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(shí)石墨烯不僅僅運(yùn)用在服飾發(fā)熱方面，在電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、儲(chǔ)能和傳感器等領(lǐng)域都有廣闊的前景，被公認(rèn)為“未來(lái)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(yīng)用的角度，來(lái)聊一聊這個(gè)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(lái)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(guó)的兩位物理學(xué)家榮獲了2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

石墨烯被認(rèn)為是目前已知最薄、最堅(jiān)硬、柔韌性最好、重量最輕的納米材料。

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

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，比鉆石還硬、比銀的電阻還低，擁有最高的導(dǎo)電速度和導(dǎo)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(shí)有點(diǎn)無(wú)敵了。

不過(guò)對(duì)于石墨烯的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，目前還只是冰山一角。我們?cè)谑忻嫔铣Ｒ?jiàn)到的基本還只有柔性觸摸屏、太陽(yáng)能電池、OLED透明導(dǎo)電領(lǐng)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(lǐng)域的應(yīng)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(dǎo)電性能，當(dāng)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(tuán)之間相互摩擦、碰撞布朗運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生熱能。

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

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

通過(guò)控制輻射波長(zhǎng)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(lái)還有可能通過(guò)太陽(yáng)能來(lái)轉(zhuǎn)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(méi)有那么玄。

石墨烯目前只能通過(guò)電能轉(zhuǎn)化為熱能，所以，無(wú)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(gè)移動(dòng)電源。

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

因?yàn)榧t外線一旦跟人體接觸，是會(huì)立馬被人體所吸收的。比如直接探測(cè)到50度左右，被人體吸收后，溫度就變成了30度左右。當(dāng)然，這個(gè)溫度應(yīng)用在服飾上也足夠了，人體還是能由內(nèi)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(huì)斷電擊穿，哪怕部分被破壞了，也不會(huì)影響整體的工作。

很多石墨烯服飾的宣傳頁(yè)面上還稱(chēng)，產(chǎn)品可以水洗，那是因?yàn)槭┎牧媳旧碛惺杷?，不過(guò)其片層結(jié)構(gòu)，也容易團(tuán)聚疊層，需要看產(chǎn)品是用什么方式去應(yīng)用的。

既然商家說(shuō)能手洗，那大可放心，只要不是非常暴力，應(yīng)該都沒(méi)問(wèn)題。

但由于石墨烯的成本昂貴，市售很多服飾類(lèi)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(diǎn)就是傳統(tǒng)電線式的加熱芯片了。

其中碳纖維相對(duì)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(guò)碳纖維有一個(gè)致命的缺點(diǎn)，一旦彎折斷裂，斷裂的位置電阻會(huì)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(gòu)買(mǎi)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(rèn)，如果無(wú)法確認(rèn)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(chǔ)性能，從它本身的材質(zhì)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(zhì)羽絨服用的鴨絨品質(zhì)非常奇葩，有網(wǎng)友反饋晾曬了一個(gè)月還有很大的味道。

石墨烯發(fā)熱還有哪些日常應(yīng)用？

石墨烯地暖、發(fā)熱墻

鋪設(shè)方面，區(qū)別于傳統(tǒng)的水暖地暖，對(duì)層高的要求比較低。

水暖需要找平，鋪設(shè)3cm的水泥砂漿，加上水管本身的高度，整個(gè)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(guò)0.1cm。

能耗方面石墨烯顯然更低，也不用整個(gè)冬天一直開(kāi)著，隨時(shí)用隨時(shí)開(kāi)。

后期維護(hù)不需要清理管道，一般也沒(méi)有破損的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)然這都是建立在石墨烯地暖技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上說(shuō)的，目前石墨烯地暖市場(chǎng)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(jià)格巨貴，大家量力而行。

石墨烯紅外取暖器

像踢腳線、暖風(fēng)機(jī)、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(dǎo)熱性，主要的發(fā)熱材料仍然是金屬加熱片，效果上也沒(méi)有太大的區(qū)別。仍然是技術(shù)成本和材料成本太高所致，材料本身是沒(méi)問(wèn)題。

石墨烯理療護(hù)具

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

但這類(lèi)石墨烯護(hù)具能不能達(dá)到光醫(yī)療設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)？使用者能否正確合理的使用？這些都影響著最終對(duì)人體的效果。

寫(xiě)在最后

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

主要原因還是市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和技術(shù)驅(qū)動(dòng)的差異，是要拿它做噱頭？還是腳踏實(shí)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(zé)編AJX