石墨烯材料應用于女性保暖內衣的探究

趙 露 ，黎林玉 ，羅 蕊 ，程丹丹 ，沈雪蓮 ，賴 寒

（1.重慶第二師范學院生物與化學工程學院2017級應用化學專業，重慶 400067；2.重慶第二師范學院生物與化學工程學院2018級藥物分析專業，重慶 400067；3.重慶第二師范學院生物與化學工程學院，重慶 400067）

目前在紡織內衣的保暖面料主要有三層保暖面料、羊絨羊毛保暖面料、氯綸保暖面料，這類保暖面料大都采用消極式的保暖方式且存在抗菌能力、吸濕透氣性較差，提供熱量不充足等問題。區別于市場常見的保暖面料，以石墨烯發熱的保暖材料具有韌性好、除菌、安全、環保等特點能夠更好的滿足廣大消費群眾的需求。以下將對石墨烯與其他保暖材料進行保暖性能對比，對石墨烯這種新材料應用于女性保暖內衣領域進行探究。

1 普通保暖材在女性保暖內衣的應用探究

1.1 無夾層式女士保暖內衣

1.1.1 羊毛保暖材料

1.1.2 羊絨保暖材料

羊絨保暖材料大多用山羊絨作為原料。羊絨纖維內部含有大量的空氣，與人體皮膚接觸形成封閉的穩態防止熱量散失。羊絨保暖材料質地柔軟舒適，且回潮率約為15%因此吸濕性能較好[2]。但由于其價格偏高限制了其應用范圍。

1.2 夾層式女性保暖內衣

1.2.1 純棉保暖材料

純棉保暖材料由兩層普通的純棉面料和夾層的網狀式普通無紡布材料構成，屬于纖維性保暖內衣。純棉保暖內衣的原料為棉纖維，其中93.9%為纖維素，棉纖維質地柔軟，有優異的吸濕性能。其導熱系數為：0.071-0.073（w/m·c，20℃），較其他材質導熱系數偏大，保暖效果差[4]。

1.2.2 太空棉保暖材料

太空棉保暖材料是新型夾層式保暖材料。其夾層由絮狀物所包裹的金屬薄片所填充。第一代太空棉采用鋁作為薄膜的一種成分但由于鋁質地較硬，穿戴時會發出響聲。目前第三代太空棉采用鈦鋁合金之類的材料進行包裝，減少了第一代太空棉的缺陷[3]。

幾類不同材料的保暖性能的比對

從表中可知太空棉類保暖材料保暖性能最佳，但吸濕能力較差，舒適感偏低。盡管太空棉在保暖性能上優越于其他保暖材料，但其保存的熱量遠不能滿足“暖宮”所需的熱量[6]。

2 石墨烯發熱材料的特色及應用于女性保暖內衣的可能性探究

2.1 石墨烯簡介及石墨烯保暖內衣的基本構造和加熱原理

2.1.1 石墨烯簡介

推進人民生活高質量，重點和難點是提高低收入群眾“兩不愁三保障”水平，特別是改善低收入群眾居住條件。我們堅持把農村新型社區建設作為鄉村振興的標志性工程，提升政治站位，加大推進力度，全力突破農村新型社區建設，以改善低收入群眾居住條件來提升脫貧質量。

石墨烯是由從石墨中分離并通過SP2方式雜化的碳原子拼接形成的二維晶體材料[4]。石墨烯具有優異的導電性、耐磨、抗菌等性能，同時順應國家綠色環保的發展方向。

2.1.2 石墨烯女性保暖內衣基本構造

在女性保暖內衣的背部、腰部和小腹部等部位設計夾層式結構，將石墨烯加熱片置入夾層中，用導線將石墨烯電加熱片與溫度控制器連接后連通鋰電池進行控溫發熱。

2.1.3 石墨烯材料女性保暖內衣發熱原理

石墨烯電加熱片通電后會輻射出6-15μm的遠紅外線，遠紅外線會深入皮下組織促使皮下組織溫度升高產生熱量，使血管擴張促進血液循環、加速物質交換、提高身體新陳代謝的能力。并且遠紅外還可平緩感覺神經的興奮，減輕因經血凝滯帶來的疼痛感[5]。此外，對于女性而言石墨烯遠紅外還具有良好的抗菌除螨的效果，彌補了目前棉織品的缺陷[6]。

2.2 石墨烯材料應用于女性保暖內衣的優勢

石墨烯材料應用于女性保暖內衣區別于普通材料女性保暖內衣主要具備如下特征：

1）主動式產熱：保暖內衣自身攜帶石墨烯熱源，熱量可以調節控制。

2）熱量提供充足：石墨烯材料產生遠紅外線，提供充足的熱量。且在小腹部石墨烯電加熱片作用下達到“暖宮”的目的，極大程度緩解女性痛經的問題。

3）受熱均勻、升溫較快：石墨烯導熱性能優異，產生的遠紅外線在接觸人體3mm左右時可以產生人體所需要的熱量，當持續10s時溫度可升至人體能接受的保暖溫度，達到持久保暖的效果。

4）良好的健康理療效果：石墨烯輻射的遠紅外線除了可以緩解女性經血凝滯外還具有抗菌除螨等功效[3]；

5）透氣性好、安全環保：石墨烯遠紅外所釋放的紅外波長在6-15μm左右，電加熱片的電壓在人體可接受的12V以下，均在人體可接受的安全范圍內。

綜上所述，石墨烯材料主動產熱式保暖較普通材料消極保暖，效果更為明顯。且石墨烯材料應用于女性保暖內衣具有日常保暖和健康理療的雙重功效，是保暖材料中的最佳選擇。

3 石墨烯材料應用于女性保暖內衣的市場展望

石墨烯材料應用日益增加，逐漸受到社會各界的關注。這為石墨烯材料步入女性保暖內衣市場夯實了基礎。石墨烯發熱女性保暖內衣具有安全、舒適性等性能，將會成為目前女性普通材料保暖內衣的理想替代品。隨著我國科學技術不斷的發展，以石墨烯作為發熱源的各類新型女性保暖內衣將廣泛涌現在市場上，成為保暖內衣市場發展的龍頭。