把高科技“穿上身” 石墨烯技術(shù)為北京冬奧會溫暖護航
作者:中國科學(xué)院成都有機化學(xué)有限公司 來源:http://m.chun-tian.cn 日期:2022-02-21 11:17:15
強導(dǎo)熱:冬奧賽場“暖”起來
圖為應(yīng)用石墨烯技術(shù)的馬甲、手套、圍巾、襪子等。 中新社記者 賈天勇 攝
在北京冬奧會的賽場上,石墨烯“溫暖亮相”,向全世界展示中國自主研發(fā)的新型加熱材料,也讓身處冰雪賽場的人們多了一重溫度保障、不畏嚴寒。
石墨烯是一種二維碳納米材料,具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性。中國航發(fā)石墨烯材料冬奧專項項目負責(zé)人、北京創(chuàng)新愛尚家科技股份有限公司董事長陳利軍介紹,石墨烯是目前導(dǎo)熱系數(shù)最高的材料,在通電情況下,由碳分子團之間相互摩擦、碰撞產(chǎn)生熱能,熱能又通過遠紅外線以平面方式均勻地輻射出來,可以很好地被人體接受,產(chǎn)生由內(nèi)而外的溫暖。此次北京冬奧會提供保障的石墨烯發(fā)熱技術(shù)及產(chǎn)品已全面通過驗證,并在北京、延慶、張家口三大賽區(qū)應(yīng)用。
很安全:一塊會發(fā)熱的“布”
圖為石墨烯冰墩墩暖手寶。 中新社記者 賈天勇 攝
石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料是一種以紡織物形態(tài)、兼具卓越發(fā)熱效能及高效能量轉(zhuǎn)化的新型材料,為保障北京冬奧會,此次升級研發(fā)的第二代石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料,將石墨烯做成了一塊能夠發(fā)熱的“布”。
陳利軍介紹,石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料在擁有出色熱傳導(dǎo)性能的同時,還兼具普通布料所具備的耐水洗、柔軟、輕薄舒適和耐用等優(yōu)勢,可反復(fù)水洗、揉搓和剪裁,而不會影響功效。“石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料就像一塊普通的布料一樣,這種材料非常柔軟透氣,可水洗,也很安全。
圖為北京石墨烯研究院實驗室。 中新社記者 賈天勇 攝
快啟動:低溫環(huán)境“無壓力”
據(jù)了解,目前適用于低溫環(huán)境下快速啟動和高效運行的石墨烯加熱圍巾、石墨烯加熱馬甲、石墨烯加熱手套和襪子等多種產(chǎn)品均已在北京冬奧會三大賽區(qū)落地應(yīng)用,這些產(chǎn)品在-20℃的環(huán)境中能夠快速升溫,持續(xù)發(fā)熱2-4個小時,滿足各場館,各工種的不同需求。
足夠保暖的衣物還需要加熱嗎?陳利軍表示,常規(guī)的保暖衣物往往在-20℃以上能起到保暖作用。但在極寒環(huán)境中,尤其是在雪天,雪花打在身上后融化,即便衣服具有一定防水功能,個別雪花還是可以滲到衣服里,在進水后保溫性能就會下降。
“這時把電量供到石墨烯上,由石墨烯迅速產(chǎn)生的熱力保障,可以把濕的水蒸氣排干,讓衣服再恢復(fù)保溫性能”,陳利軍說,這樣可以保障人們在非常短的時間內(nèi)迅速恢復(fù)體溫,進入到“戰(zhàn)斗狀態(tài)”。
應(yīng)用廣:特許商品更實用
在本屆冬奧會上,云轉(zhuǎn)播技術(shù)廣泛應(yīng)用,讓各地觀眾不出家門看冬奧。為解決云轉(zhuǎn)播設(shè)備低溫環(huán)境正常工作的難題,技術(shù)人員研制出了應(yīng)用石墨烯柔性發(fā)熱織物材料的云轉(zhuǎn)播背包(含有石墨烯加熱層、保溫層),可以瞬間產(chǎn)生50℃的溫升,配備低溫電池,以保證在冬奧環(huán)境-20℃環(huán)境下,云轉(zhuǎn)播設(shè)備既可方便攜帶、輕量出行,又能有效應(yīng)對低溫挑戰(zhàn)。
高科技不止應(yīng)用在賽場,在如今炙手可熱的北京冬奧會特許商品中,也有石墨烯技術(shù)的賦能。
2020年11月11日,石墨烯冰墩墩暖手寶獲冬奧組委批準(zhǔn)上市。據(jù)介紹,該暖手寶具有45℃、55℃兩檔溫度調(diào)節(jié),人見人愛的冰墩墩更具實用性,也將科技的溫暖傳遞給人們。這是石墨烯技術(shù)在冬奧會特許商品的首次應(yīng)用和嘗試,讓特許商品充滿科技感。
目前,石墨烯低溫柔性發(fā)熱保障功能已在冬奧服裝服飾、特許商品、加熱座椅、地毯、賽場專業(yè)設(shè)備低溫保護等多方面實現(xiàn),在賽場散發(fā)出石墨烯的科技溫度。
冬奧會后,寒冷地區(qū)的人們能體驗石墨烯發(fā)熱技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品嗎?陳利軍表示,未來,石墨烯柔性織物低溫環(huán)境智能發(fā)熱技術(shù),還將在汽車熱管理系統(tǒng)、低溫環(huán)境特種加熱服裝服飾、醫(yī)療健康裝備等領(lǐng)域提供更專業(yè)的技術(shù)解決方案和終端產(chǎn)品,讓全民共享冬奧成果。(完)