亞冬會都在用的“黑科技”面料好在哪兒

你是否想過，在寒冷的冰雪世界，有一種衣服既保暖又輕便？在哈爾濱舉行第九屆亞冬會期間，以吉祥物“濱濱”和“妮妮”為原型設計的石墨烯發熱賀歲公仔亮相。不僅如此，第九屆亞冬會火炬手和志愿者的服飾里層也用上了石墨烯材料。

石墨烯，這種在科研領域備受矚目的“超級材料”，事實上已跨界進入服飾行業多年。那么，石墨烯究竟有何神奇之處，能讓這些服飾在冬季市場上脫穎而出，甚至成為亞冬會的寵兒？讓我們一起探索石墨烯進軍保暖服飾之路。

世界上最薄的材料長啥樣

石墨烯是一種由碳原子組成、僅有單原子層厚度的二維薄膜材料。2004年，英國曼徹斯特大學的兩位科學家首次成功從石墨中剝離出單原子層厚度的石墨烯。單層石墨烯薄膜，堪稱目前世界上已知的最薄材料，其厚度僅約0.34納米。

這般極致的微觀結構，賦予了石墨烯眾多無與倫比的物理和化學性能。在力學方面，它展現出超乎想象的強度，堅韌程度遠超多數傳統材料；電學上，電子在其中暢行無阻，電導率極高；熱學性能同樣出色，能夠高效地傳導熱量；光學性能也頗為亮眼，在特定條件下呈現獨特的光吸收與透射特性。

石墨烯保暖，到底強在哪里

石墨烯用于服飾上，如何起到保暖效果呢？其實，石墨烯面料達到保暖效果主要有兩種方法。

第一種是反射，因為石墨烯本身在近紅外、中紅外波段有很好的反射性能。人體時時刻刻在進行散熱活動，以紅外輻射的形式向外散發能量是人體散熱的一種重要形式。基于這一原理，當穿上用石墨烯薄膜制作的或含有一定比例石墨烯薄膜的衣物時，人體散發出去的部分紅外能量會被石墨烯薄膜反射回來。人體的熱量流失減少，保暖效果就顯現出來了。

第二種方法相對傳統，因為石墨烯本身有電阻，通電以后就會產生熱量。因此，目前一些已經比較成熟的產品，如石墨烯腰帶和石墨烯護膝等，往往都是通過一個電池裝置給石墨烯通電，利用電熱效應產生熱量。這種機理類似傳統的電熱毯，不過石墨烯產品更加輕薄、更加便利。

石墨烯服飾的成本和制備難度如何

石墨是一種典型的層狀材料，并且層與層之間僅依靠微弱的范德華力維系，因此早期的石墨烯制備方法是機械剝離法，就是利用普通的膠帶，反復粘貼并撕拉石墨晶體。在剝離過程中得到的幾微米或者幾十微米大小的單層石墨，就是石墨烯薄膜。

另一種制備方法是化學氣相沉積法。這種方法制備出來的石墨烯質量非常高，也可以用在服飾里面。但是，這種方法的成本相對比較高，且制備出來的石墨烯為單層、少層結構，機械強度表現欠佳，在受到外力作用時，更容易出現破損、撕裂等情況，這在一定程度上限制了它的應用。

總的來說，石墨烯最直接的制備方法是機械剝離法，從天然石墨里分解出來的石墨烯質量非常高，但是產量非常低。相對而言，化學方法制備出的石墨烯產量高，工藝也比較成熟，但是因為它在制備的過程中經歷了強氧化和強還原的環境，表面容易存在缺陷，質量比較低。不過，實際生產中出于對量產的需求，還是會選擇化學方法制備石墨烯。

石墨烯面料在服裝行業的前景如何

石墨烯本身有很多優勢，很多企業都在嘗試開發更多的應用場景。比起把石墨烯做成芯片所耗費的時間成本和經濟成本，將石墨烯應用在服飾上要相對容易得多，因此催生了大批石墨烯服飾生產廠家。

如今，不管是在實體店還是電商平臺，都能看到石墨烯服飾產品。但是，石墨烯服飾產品的性能、穩定性及生產制作的成熟程度，都需要進一步地改進和提高。