石墨烯材料應(yīng)用于女性保暖內(nèi)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(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院2017級(jí)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，重慶 400067；2.重慶第二師范學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院2018級(jí)藥物分析專業(yè)，重慶 400067；3.重慶第二師范學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院，重慶 400067）

目前在紡織內(nèi)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(qū)別于市場(chǎng)常見的保暖面料，以石墨烯發(fā)熱的保暖材料具有韌性好、除菌、安全、環(huán)保等特點(diǎn)能夠更好的滿足廣大消費(fèi)群眾的需求。以下將對(duì)石墨烯與其他保暖材料進(jìn)行保暖性能對(duì)比，對(duì)石墨烯這種新材料應(yīng)用于女性保暖內(nèi)衣領(lǐng)域進(jìn)行探究。

1 普通保暖材在女性保暖內(nèi)衣的應(yīng)用探究

1.1 無夾層式女士保暖內(nèi)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(nèi)部含有大量的空氣，與人體皮膚接觸形成封閉的穩(wěn)態(tài)防止熱量散失。羊絨保暖材料質(zhì)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(jià)格偏高限制了其應(yīng)用范圍。

1.2 夾層式女性保暖內(nèi)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(wǎng)狀式普通無紡布材料構(gòu)成，屬于纖維性保暖內(nèi)衣。純棉保暖內(nèi)衣的原料為棉纖維，其中93.9%為纖維素，棉纖維質(zhì)地柔軟，有優(yōu)異的吸濕性能。其導(dǎo)熱系數(shù)為：0.071-0.073（w/m·c，20℃），較其他材質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)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(zhì)地較硬，穿戴時(shí)會(huì)發(fā)出響聲。目前第三代太空棉采用鈦鋁合金之類的材料進(jìn)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(duì)

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(yōu)越于其他保暖材料，但其保存的熱量遠(yuǎn)不能滿足“暖宮”所需的熱量[6]。

2 石墨烯發(fā)熱材料的特色及應(yīng)用于女性保暖內(nèi)衣的可能性探究

2.1 石墨烯簡(jiǎn)介及石墨烯保暖內(nèi)衣的基本構(gòu)造和加熱原理

2.1.1 石墨烯簡(jiǎn)介

推進(jìn)人民生活高質(zhì)量，重點(diǎn)和難點(diǎn)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(jiān)持把農(nóng)村新型社區(qū)建設(shè)作為鄉(xiāng)村振興的標(biāo)志性工程，提升政治站位，加大推進(jìn)力度，全力突破農(nóng)村新型社區(qū)建設(shè)，以改善低收入群眾居住條件來提升脫貧質(zhì)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(yōu)異的導(dǎo)電性、耐磨、抗菌等性能，同時(shí)順應(yīng)國(guó)家綠色環(huán)保的發(fā)展方向。

2.1.2 石墨烯女性保暖內(nèi)衣基本構(gòu)造

在女性保暖內(nèi)衣的背部、腰部和小腹部等部位設(shè)計(jì)夾層式結(jié)構(gòu)，將石墨烯加熱片置入夾層中，用導(dǎo)線將石墨烯電加熱片與溫度控制器連接后連通鋰電池進(jìn)行控溫發(fā)熱。

2.1.3 石墨烯材料女性保暖內(nèi)衣發(fā)熱原理

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

2.2 石墨烯材料應(yīng)用于女性保暖內(nèi)衣的優(yōu)勢(shì)

石墨烯材料應(yīng)用于女性保暖內(nèi)衣區(qū)別于普通材料女性保暖內(nèi)衣主要具備如下特征：

1）主動(dòng)式產(chǎn)熱：保暖內(nèi)衣自身攜帶石墨烯熱源，熱量可以調(diào)節(jié)控制。

2）熱量提供充足：石墨烯材料產(chǎn)生遠(yuǎn)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(dá)到“暖宮”的目的，極大程度緩解女性痛經(jīng)的問題。

3）受熱均勻、升溫較快：石墨烯導(dǎo)熱性能優(yōu)異，產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外線在接觸人體3mm左右時(shí)可以產(chǎn)生人體所需要的熱量，當(dāng)持續(xù)10s時(shí)溫度可升至人體能接受的保暖溫度，達(dá)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(yuǎn)紅外線除了可以緩解女性經(jīng)血凝滯外還具有抗菌除螨等功效[3]；

5）透氣性好、安全環(huán)保：石墨烯遠(yuǎn)紅外所釋放的紅外波長(zhǎng)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(nèi)。

綜上所述，石墨烯材料主動(dòng)產(chǎn)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(yīng)用于女性保暖內(nèi)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(yīng)用于女性保暖內(nèi)衣的市場(chǎng)展望

石墨烯材料應(yīng)用日益增加，逐漸受到社會(huì)各界的關(guān)注。這為石墨烯材料步入女性保暖內(nèi)衣市場(chǎng)夯實(shí)了基礎(chǔ)。石墨烯發(fā)熱女性保暖內(nèi)衣具有安全、舒適性等性能，將會(huì)成為目前女性普通材料保暖內(nèi)衣的理想替代品。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷的發(fā)展，以石墨烯作為發(fā)熱源的各類新型女性保暖內(nèi)衣將廣泛涌現(xiàn)在市場(chǎng)上，成為保暖內(nèi)衣市場(chǎng)發(fā)展的龍頭。