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把高科技“穿上身” 石墨烯技术为北京冬奥会温暖护航

作者:中国科学院成都有机化学有限公司 来源:http://www.timesnano.com 日期:2022-02-21 11:17:15


      
      图为石墨烯柔性加热纤维材料。 中新社记者 贾天勇 摄
中新网北京2月17日电 (徐婧)北京冬奥会先后测试200多项技术,涉及60多个细分应用场景。这些高科技产品不仅应用在精密的比赛设施、先进的防疫设备上,也体现在人们衣食住行的方方面面。在赛场人员身着的衣物中,就有着石墨烯技术的应用。
在17日的“科技冬奥企业行”主题采访中,记者走进北京石墨烯技术研究院孵化企业——北京创新爱尚家科技股份有限公司(Aika爱家科技),“破解”石墨烯柔性热管理材料技术在北京冬奥会中的应用。

强导热:冬奥赛场“暖”起来

图为应用石墨烯技术的马甲、手套、围巾、袜子等。 中新社记者 贾天勇 摄

在北京冬奥会的赛场上,石墨烯“温暖亮相”,向全世界展示中国自主研发的新型加热材料,也让身处冰雪赛场的人们多了一重温度保障、不畏严寒。

石墨烯是一种二维碳纳米材料,具有优异的光学、电学、力学特性。中国航发石墨烯材料冬奥专项项目负责人、北京创新爱尚家科技股份有限公司董事长陈利军介绍,石墨烯是目前导热系数最高的材料,在通电情况下,由碳分子团之间相互摩擦、碰撞产生热能,热能又通过远红外线以平面方式均匀地辐射出来,可以很好地被人体接受,产生由内而外的温暖。此次北京冬奥会提供保障的石墨烯发热技术及产品已全面通过验证,并在北京、延庆、张家口三大赛区应用。

很安全:一块会发热的“布”

图为石墨烯冰墩墩暖手宝。 中新社记者 贾天勇 摄
石墨烯纺织物柔性发热材料是一种以纺织物形态、兼具卓越发热效能及高效能量转化的新型材料,为保障北京冬奥会,此次升级研发的第二代石墨烯纺织物柔性发热材料,将石墨烯做成了一块能够发热的“布”。

陈利军介绍,石墨烯纺织物柔性发热材料在拥有出色热传导性能的同时,还兼具普通布料所具备的耐水洗、柔软、轻薄舒适和耐用等优势,可反复水洗、揉搓和剪裁,而不会影响功效。“石墨烯纺织物柔性发热材料就像一块普通的布料一样,这种材料非常柔软透气,可水洗,也很安全。

图为北京石墨烯研究院实验室。 中新社记者 贾天勇 摄
快启动:低温环境“无压力”

据了解,目前适用于低温环境下快速启动和高效运行的石墨烯加热围巾、石墨烯加热马甲、石墨烯加热手套和袜子等多种产品均已在北京冬奥会三大赛区落地应用,这些产品在-20℃的环境中能够快速升温,持续发热2-4个小时,满足各场馆,各工种的不同需求。

足够保暖的衣物还需要加热吗?陈利军表示,常规的保暖衣物往往在-20℃以上能起到保暖作用。但在极寒环境中,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,个别雪花还是可以渗到衣服里,在进水后保温性能就会下降。

“这时把电量供到石墨烯上,由石墨烯迅速产生的热力保障,可以把湿的水蒸气排干,让衣服再恢复保温性能”,陈利军说,这样可以保障人们在非常短的时间内迅速恢复体温,进入到“战斗状态”。

应用广:特许商品更实用

在本届冬奥会上,云转播技术广泛应用,让各地观众不出家门看冬奥。为解决云转播设备低温环境正常工作的难题,技术人员研制出了应用石墨烯柔性发热织物材料的云转播背包(含有石墨烯加热层、保温层),可以瞬间产生50℃的温升,配备低温电池,以保证在冬奥环境-20℃环境下,云转播设备既可方便携带、轻量出行,又能有效应对低温挑战。

高科技不止应用在赛场,在如今炙手可热的北京冬奥会特许商品中,也有石墨烯技术的赋能。
2020年11月11日,石墨烯冰墩墩暖手宝获冬奥组委批准上市。据介绍,该暖手宝具有45℃、55℃两档温度调节,人见人爱的冰墩墩更具实用性,也将科技的温暖传递给人们。这是石墨烯技术在冬奥会特许商品的首次应用和尝试,让特许商品充满科技感。

目前,石墨烯低温柔性发热保障功能已在冬奥服装服饰、特许商品、加热座椅、地毯、赛场专业设备低温保护等多方面实现,在赛场散发出石墨烯的科技温度。

冬奥会后,寒冷地区的人们能体验石墨烯发热技术的相关产品吗?陈利军表示,未来,石墨烯柔性织物低温环境智能发热技术,还将在汽车热管理系统、低温环境特种加热服装服饰、医疗健康装备等领域提供更专业的技术解决方案和终端产品,让全民共享冬奥成果。(完)

 


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