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石墨烯发热片怎么样?

寒冬已至,气温下降,雪花飘飞,智能发热服的市场渐渐火热起来。发热服能够发热的一个重要部件是加热元件。目前市场上,加热元件的种类主要有:碳纤维发热片、石墨烯发热片、金属纤维复合丝发热片、碳纳米管发热片等。本文主要介绍石墨烯发热片。


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(一)石墨烯是什么?

石墨烯被称为“神奇材料”,据说是人类已知的最薄的材料,而且非常坚固——大约是钢的 200 倍。最重要的是,石墨烯是一种极好的导热、导电体,具有出色的光吸收能力。它是一种具有很大潜力的材料。

百度百科介绍:石墨烯(Graphene)是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料 。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。


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(二)石墨烯的特性

1.导电性能

石墨烯具有极高的电流密度(铜的一百万倍)和本征迁移率(硅的 100 倍)。在室温下,石墨烯的电阻率低于任何其他已知材料,包括银。还有一些方法可以把它变成超导体(它可以100%的效率带电)。石墨烯中的载流子遵循一种特殊的量子隧道效应,在碰到杂质时不会产生背散射,这是石墨烯局域超强导电性以及很高的载流子迁移率的原因。

2.导热性能

石墨烯是完美的热导体,是目前为止导热系数最高的碳材料,它的导热率高于碳纳米管、石墨和金刚石(超过 5,000 W/m/K)。石墨烯可向各个方向传导热量,它是一种各向同性的导体。

3.光学性能

石墨烯非常薄,但它仍然是一种可见材料,因为它吸收了大约 2.3% 的白光(这对于 2D 材料来说是相当多的)。将此与石墨烯惊人的电子特性相结合,事实证明,石墨烯理论上可用于制造非常高效的太阳能电池。此外,吸收2.3%的可见光仍然使石墨烯对人眼非常透明,可能有多种用途;例如,它可用于制造透明导体。


石墨烯怎样24.png


(三)石墨烯在服装加热片中的运用

石墨烯发热片以棉织物为基材,采用喷涂法在织物表面接枝石墨烯材料,制备改性柔性电热石墨烯/聚氨酯电热织物,所制电加热织物在热疗、保暖服饰等领域具有很好的应用前景。


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石墨烯发热片的特点:

1.主动发热,温度可控。石墨烯发热片由移动电源供电,设计了三档可调温度。通过显示LED灯的一键式按钮控制开关和温度,一般红色为高档,温度可达55℃左右,白色为中档45℃左右,蓝色适用于35℃左右的低档。

2.可以弯折,安全防水。石墨烯发热片发热快速,加热均匀。发热片柔软、有韧性,耐弯折。它设计了防水绝缘的设置,可安全水洗,但不要长时间浸泡在水中。(布是粘在一起的,长时间浸泡怕影响胶水的粘合度。)

3.使用方便,适用范围广泛。石墨烯织物重量轻、布料柔润、可水洗、韧性强、硬度高。将石墨烯发热片加入外套、背心等衣服中,使用5V /2A电源可进行加热和保暖。它适用于各类服装和理疗产品中,内置于服装中无异物感,不易察觉,安全且舒适。

4.远红外理疗。石墨烯发热片加热时可释放远红外线,对身体进行热敷和理疗,可以帮助促进血液循环,缓解肌肉僵硬、疲劳和酸痛,提高身体免疫力,有益于身体健康。


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在平昌冬奥会闭幕式的“北京8分钟”的表演中,石墨烯智能发热服饰在抗寒保暖上起到了非常重要的作用。石墨烯发热片在服饰上的应用,也在一步一步取得进展。但就目前而言,石墨烯发热服因为技术、价格昂贵等原因,还不能做到普及使用。碳纤维发热片金属纤维复合丝发热片在市场上更为流行。随着研究的不断深入,相信在不久的未来,石墨烯发热技术会更加成熟,石墨烯发热服也会更加智能化。

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