愛家科技：當(dāng)冬奧服裝遇上“黑科技”

段永利

2022北京冬奧會正在如期進(jìn)行中，和夏季奧運會不同，冬奧會運動場館的溫度最低甚至可以達(dá)到零下30多度，為了對抗寒冷的環(huán)境，如何讓場館工作人員、頒獎禮儀服裝既能美觀舒適，又能暖意融融成了冬奧會籌備期的一個繞不開的話題。

北京創(chuàng)新愛尚家科技股份有限公司（以下簡稱“愛家科技”）聯(lián)合北京石墨烯技術(shù)研究院有限公司攜“科技冬奧”重點專項——“低溫環(huán)境石墨烯智能發(fā)熱產(chǎn)品及熱力保障應(yīng)用”項目出現(xiàn)在冬奧會會場，源于愛家科技針對冬奧會低溫環(huán)境，突破石墨烯柔性織物加熱材料的低溫啟動和運行、快速電熱轉(zhuǎn)換等關(guān)鍵技術(shù)，為冬奧雪上工作人員提供石墨烯發(fā)熱馬甲、圍巾、手套、襪子等服飾產(chǎn)品，為冬奧會場館的座椅提供加熱設(shè)施，以及確保戶外賽場設(shè)備的“保暖”。這些產(chǎn)品可實現(xiàn)38℃至52℃溫度調(diào)節(jié)，滿足低溫環(huán)境人員的保暖需求。同時，與傳統(tǒng)電阻絲加熱方式相比，石墨烯柔性織物具有無污染、無排放、加熱效率高、性能穩(wěn)定、電磁輻射低等優(yōu)點。

以科技實力為冬奧“護(hù)航”

成立于2013年的愛家科技，是以新材料、新科技、新應(yīng)用為驅(qū)動的創(chuàng)新型科技公司，自有品牌Aika，屬國家高新技術(shù)企業(yè)，與北京石墨烯技術(shù)研究院成立石墨烯纖維共建實驗室，專注石墨烯柔性纖維熱管理技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用。

石墨烯是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最高的材料，在通電的情況下，碳分子團(tuán)之間相互摩擦、碰撞而產(chǎn)生熱能，熱能又通過遠(yuǎn)紅外線以平面方式均勻地輻射出來，可以能很好地被人體接受，產(chǎn)生一種由內(nèi)而外的溫暖。愛家科技的核心技術(shù)之一是織物形態(tài)的石墨烯發(fā)熱材料AIHF（艾弗）。

怎么才能讓石墨烯“嵌入”紡織物里呢？

為了解決這一技術(shù)難題，愛家科技與曼徹斯特大學(xué)石墨烯研究院、北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院、新材料與產(chǎn)業(yè)技術(shù)北京研究院等頂尖機(jī)構(gòu)合作，3年多的時間里，80多人的研發(fā)團(tuán)隊日以繼夜地進(jìn)行猜想、方案設(shè)計、試驗、測試、再修改……2016年下半年，他們迎來了期待已久的“爆發(fā)”：愛家科技自主研發(fā)的超級材料艾弗（AIHF）問世，拿下數(shù)十項核心專利，轟動了整個行業(yè)。

以水性三維石墨烯制備方式將石墨烯粉體轉(zhuǎn)化為水性石墨烯油墨，再將石墨烯油墨與纖維原絲相結(jié)合，制出電熱性能優(yōu)異的石墨烯纖維，最后，將“3維石墨烯復(fù)合纖維”“導(dǎo)電纖維”“骨架纖維”3種特種纖維紡織成“布”，得到的就是石墨烯艾弗（AIHF）材料。

整個過程歷經(jīng)數(shù)百道工序，耗費近60天才能制備完成，從粉體材料到液態(tài)油墨再到固態(tài)織物，是名副其實的黑科技。這種黑科技材料具有卓越發(fā)熱性能，兼具柔軟可揉搓性、微孔透氣性、可水洗性、低電壓驅(qū)動安全性、釋放寬頻能量健康光波5大屬性，是制備發(fā)熱類穿戴服飾及家居產(chǎn)品的理想材料。

在攻克材料的技術(shù)難關(guān)后，愛家科技隨后應(yīng)用AIHF設(shè)計了在發(fā)熱護(hù)具、服飾、家居家紡等領(lǐng)域的眾多科技好物，正如其“讓科技溫暖健康生活”的品牌愿景，用科技溫暖更多人。

2020年2月，愛家科技石墨烯智能發(fā)熱產(chǎn)品及熱力保障項目入選 “科技冬奧、智慧北京”優(yōu)秀設(shè)計方案。為了保證在室外長時間工作的工作人員不感到寒冷，公司科研人員開發(fā)出多種產(chǎn)品，包括圍巾、馬甲、手套、襪子等，滿足各場館、各工作人員的不同需求。

為解決冬奧場館和比賽現(xiàn)場在極低溫環(huán)境下轉(zhuǎn)播設(shè)備不能正常工作的難題，愛家科技、北京石墨烯技術(shù)研究院與北京國際云轉(zhuǎn)播科技有限公司攜手配合，采用石墨烯柔性織物電熱材料艾弗，復(fù)合國家先進(jìn)功能纖維中心開發(fā)的保溫材料石墨烯改性氣凝膠，并配合石墨烯低溫電池，使云轉(zhuǎn)播背包內(nèi)，可以瞬間產(chǎn)生50℃的溫升，以保證云轉(zhuǎn)播設(shè)備在零下20℃的環(huán)境中不影響便攜性、輕量化的基礎(chǔ)上可以正常使用。為防止戶外工作人員的手機(jī)、對講機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)等很多工作設(shè)備在冬奧戶外賽場不能正常工作，也都可以穿上石墨烯的“外套”。

截至目前，愛家科技以石墨烯新材料為基點，研發(fā)出的石墨烯柔性纖維熱管理專業(yè)技術(shù)解決方案和終端產(chǎn)品，應(yīng)用于新能源汽車的熱管理系統(tǒng)，軍警低溫環(huán)境特種發(fā)熱裝備，特種工人低溫環(huán)境發(fā)熱裝備，2022北京冬奧會低溫環(huán)境人員保暖特種發(fā)熱裝備，智能健康發(fā)熱穿戴系統(tǒng)等領(lǐng)域，公司擁有50多項核心專利，已將自身打造為石墨烯柔性熱管理應(yīng)用行業(yè)專家。

不斷創(chuàng)新是企業(yè)的愿景

針對冬奧的應(yīng)用場景，愛家科技對自身研發(fā)功能服裝的要求也越來越高。除了保溫保暖的基礎(chǔ)需求之外，還要做到美觀時尚，賦予服裝更多的外延功能。

針對本次冬奧會需求，專項小組的科研人員專門研發(fā)了第二代石墨烯發(fā)熱材料。陳利軍介紹說，因石墨烯的第一代材料不透氣，如果做成穿戴類的服裝，會導(dǎo)致汗排不出去，容易造成低溫灼傷。為此，公司為冬奧會專門打造了石墨烯第二代柔性熱管理材料，它的基材是布料或纖維肌，質(zhì)感有點接近純棉布料，不僅柔軟透氣，還能剪裁和水洗。也就是說，即使把纖維剪斷了，或者市將其放到水中揉搓清洗，絲毫不影響其正常使用，保證了產(chǎn)品的安全性和可靠性。

愛家科技基于對石墨烯特性的認(rèn)知與探索，實現(xiàn)了石墨烯產(chǎn)品在紡織產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用三大技術(shù)突破的三大技術(shù)突破。

作為一家新型的科技企業(yè)，愛家科技能在石墨烯輕應(yīng)用領(lǐng)域率先突圍，打造出具有優(yōu)越性能的石墨烯智能化產(chǎn)品，基礎(chǔ)在于石墨烯技術(shù)領(lǐng)域的三大突破：

第一突破，高質(zhì)量石墨烯水性分散體系。通過獨有的專利技術(shù)制備石墨烯水性分散液，過程中不添加、不產(chǎn)生任何的有毒有害物質(zhì)，VOC排放量幾乎為零，無毒無害。此外，該分散體系中石墨烯片層的分散性穩(wěn)定均勻，為石墨烯在復(fù)合材料中的良好應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支持。

第二突破，多維碳填料助力石墨烯分散。通過在石墨烯水性分散液中構(gòu)建多維的碳材料體系，將一維的碳納米管和零維的炭黑插入石墨烯片層之間，構(gòu)建穩(wěn)定的三維體系，用以限制石墨烯片層的團(tuán)聚趨勢，防止再次石墨化，在具有穩(wěn)固的力學(xué)性能和完整的導(dǎo)電導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)同時，保證了材料的耐久性和穩(wěn)定性。

第三突破，遠(yuǎn)紅外線轉(zhuǎn)化率革命性的提升。基于石墨烯的獨特二維片層結(jié)構(gòu)，和碳原子的活躍電子的電子遷移率高的屬性，在外部電壓的作用下，碳原子的自由電子在遷徙過程中，釋放能量轉(zhuǎn)化為遠(yuǎn)紅外線;經(jīng)檢測，應(yīng)用這種三維體系的石墨烯材料在遠(yuǎn)紅外線的轉(zhuǎn)化功率上，比傳統(tǒng)的碳系材料能提高30%，在材料上是革命性的提升。

愛家科技董事長陳利軍表示，作為石墨烯輕應(yīng)用的推動者，Aika愛家科技結(jié)合大數(shù)據(jù)與智能化時代的發(fā)展之道，構(gòu)建了石墨烯輕應(yīng)用的三大產(chǎn)業(yè)分支，包括石墨烯智能服飾系列、石墨烯智能護(hù)具系列，以及石墨烯地膜項目。

愛家科技之前已展開與波司登、恒源祥、都市牧歌、思凱樂等近百個著名服裝品牌的的戰(zhàn)略合作。

“我們可以通過360度解決方案全方位支持，助服裝品牌向科技化、互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級。”陳利軍介紹，公司可以幫助傳統(tǒng)服飾企業(yè)在技術(shù)培訓(xùn)、產(chǎn)品方案、產(chǎn)品打樣、市場營銷等六大方面提供支持，針對公司特點定制相符合的產(chǎn)品推廣方案。“愛家提供的機(jī)車服解決方案、登山服解決方案、能量衣解決方案等，可以具有體系化和針對性的服務(wù)于傳統(tǒng)服裝企業(yè)，使其減少成本與宣傳壓力，從而實現(xiàn)更有效率的制造與生產(chǎn)。”

智能服飾產(chǎn)業(yè)的杠桿正偏向掌握科技與技術(shù)且能夠快速行動的一方，愛家科技在時代的支點上為傳統(tǒng)服裝企業(yè)構(gòu)架起一道聯(lián)通未來的橋梁。把握機(jī)遇，未來已來。在智能服飾產(chǎn)業(yè)的春天，萬物透露出希望。

在此技術(shù)突破基礎(chǔ)上，愛家科技已開發(fā)出包括服飾、家紡、護(hù)具等產(chǎn)品，如石墨烯智能發(fā)熱馬甲、羽絨服、Black T石墨烯智能發(fā)熱暖宮、發(fā)熱護(hù)腰、汽車坐墊等相關(guān)產(chǎn)品。

“高科技+智能+健康”引領(lǐng)健康風(fēng)尚

石墨烯是目前已知的最薄也最堅硬的納米材料，具有超薄、超輕、超柔韌、超高強(qiáng)度、超強(qiáng)導(dǎo)電性、優(yōu)異的導(dǎo)熱和透光性等特性，集透光性好、導(dǎo)熱系數(shù)高、電子遷移率高、電阻率低、機(jī)械強(qiáng)度高等多種優(yōu)異性能于一身，在電子學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化、儲能和傳感器等諸多領(lǐng)域有著廣闊而巨大的應(yīng)用潛能，是主導(dǎo)未來高科技競爭的超級材料，被稱為“黑金”“新材料之王”。

由石墨烯做成的功能面料如何快速大范圍落地，讓更多的人群受益？從愛家科技創(chuàng)立之初，陳利軍和科研人員就從未停止過對于這個問題的思考。

為此，愛家科技結(jié)合中醫(yī)穴位理論，將石墨烯紡織物發(fā)熱材料片安置于人體適宜加熱的部位，與遠(yuǎn)紅外光波協(xié)同作用，起到人體理療保健的效果，真正意義上實現(xiàn)了“石墨烯+健康”的產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品化。來自于國內(nèi)一流的中醫(yī)專家，包括骨科、消化科、婦科醫(yī)學(xué)專家以及養(yǎng)生專家共同論證了Aika愛家科技石墨烯發(fā)熱產(chǎn)品的在人體理療方面的作用及優(yōu)勢。

面向服裝企業(yè)，愛家科技定制了“石墨烯+智能化+大數(shù)據(jù)”為一體的健康理療型石墨烯智能穿戴解決方案。把石墨烯傳感形變量傳感器和生物電采集傳感器應(yīng)用到服飾中，可以采集人體的心率、血氧等健康數(shù)據(jù)，并幫助企業(yè)更加了解消費者的行為習(xí)慣和消費需求，進(jìn)行更精準(zhǔn)的市場決策。如今，愛家科技已經(jīng)與波司登、恒源祥、思凱樂等服裝巨頭展開了深度合作。

陳利軍介紹，“石墨烯輕應(yīng)用理念的根本在于惠及大眾，而AIHF（艾弗）與特種纖維、導(dǎo)電纖維進(jìn)行混紡、混織，制備出AIHF-T材料則可以呈現(xiàn)支持360度揉搓，45次以上干水洗測試、10秒快速升溫到30至60攝氏度、5V低電壓驅(qū)動、生物能量光波提升百分之三十的優(yōu)勢，可以滿足產(chǎn)品化想法的落地。”

目前，愛家科技以“石墨烯+智能+健康”為理念，開辟了ToC產(chǎn)業(yè)化道路，針對人體極易勞損的頸部、腰部與膝蓋部位，與專業(yè)醫(yī)學(xué)機(jī)構(gòu)、專家聯(lián)合設(shè)計打造有利于人體健康的功能性穿戴產(chǎn)品，如智能發(fā)熱暖宮、三件套（護(hù)頸、護(hù)腰、護(hù)膝）等產(chǎn)品。預(yù)計在未來的3到5年內(nèi)，Aika愛家科技以石墨烯高科技材料為基礎(chǔ)的智能服飾，將在整個服裝領(lǐng)域?qū)⑾破鹨惠喰碌睦顺薄?/p>

隨著科技的不斷進(jìn)步，老百姓對于服飾的認(rèn)知和穿戴習(xí)慣也在慢慢發(fā)生變化，更多集“科技、智能、健康、時尚”于一體的智能服飾產(chǎn)品開始登上我們的生活舞臺，愛家科技將針對客戶的不同用途和不同需求，快速制備石墨烯材料，力爭生產(chǎn)出的產(chǎn)品在高端裝備、新能源等多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

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