石墨烯引領(lǐng)低碳生活

自從石墨烯進(jìn)入大眾視野以來，它就憑借其優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，展現(xiàn)出在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面的廣闊前景。實(shí)際上，石墨烯作為人類已知強(qiáng)度最高、重量最輕、韌性最強(qiáng)、透光率最好、導(dǎo)電導(dǎo)熱性最佳的“新材料之王”，在多方努力下，石墨烯的相關(guān)研究成果涌現(xiàn)，并在多領(lǐng)域起到了引領(lǐng)低碳生活的作用。

可穿戴電子設(shè)備是近年來的熱門科技產(chǎn)品，石墨烯憑借其高導(dǎo)電性、超薄、柔性和堅(jiān)固等特色，被證明是可穿戴電子設(shè)備的重要元素。我國研發(fā)人員開發(fā)的石墨烯柔性電熱膜，可以滿足人們?nèi)粘Ｋ?，同時(shí)在不同生產(chǎn)方式下，因需產(chǎn)生形態(tài)各異的柔性石墨烯發(fā)熱膜，既應(yīng)用于智能穿戴設(shè)備，又可以在智能家居中做取暖產(chǎn)品，包攬智能溫控、節(jié)能環(huán)保、美觀實(shí)用三大優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)助力國家煤改電政策的實(shí)現(xiàn)。

在北京冬奧會(huì)期間大放異彩的石墨烯發(fā)熱技術(shù)亦是如此，有人這樣形象地描述石墨烯的發(fā)熱過程：作為導(dǎo)熱系數(shù)最高的材料，在通電情況下，由碳分子團(tuán)之間相互摩擦、碰撞產(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，可以很好地被人體接受，產(chǎn)生由內(nèi)而外的溫暖。在北京冬奧會(huì)相關(guān)人員穿戴的衣服、圍巾、襪子、手套等衣物就采用了全球領(lǐng)先的石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料。石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料是一種以紡織物形態(tài)、兼具卓越發(fā)熱效能及高效能量轉(zhuǎn)化的新型材料，不僅擁有出色熱傳導(dǎo)性能，還兼具普通布料所具備的耐水洗、柔軟、輕薄舒適和耐用等優(yōu)勢(shì)。即使經(jīng)過可反復(fù)水洗、揉搓和剪裁，保暖能力依舊。而與之相關(guān)的石墨烯柔性織物低溫環(huán)境智能發(fā)熱技術(shù)，應(yīng)用也不止于此，未來還將在汽車熱管理系統(tǒng)、低溫環(huán)境特種加熱服裝服飾、醫(yī)療健康裝備等領(lǐng)域提供更專業(yè)的技術(shù)解決方案和終端產(chǎn)品。

在農(nóng)業(yè)方面，石墨烯應(yīng)用前景同樣廣闊。蔬菜大棚是在寒冷季節(jié)有效培育植物的手段，但是耗能偏高、不利環(huán)保。石墨烯電熱膜的出現(xiàn)改變了這一些，并逐漸涵蓋蔬菜大棚、花卉栽培、農(nóng)林育苗、土壤保溫、雛雞孵化、特種水產(chǎn)養(yǎng)殖等應(yīng)用領(lǐng)域。有農(nóng)戶介紹改用石墨烯大棚后的進(jìn)步，不僅種植效果良好，而且節(jié)能環(huán)保，一個(gè)1000平米的花棚，整個(gè)冬季下來，電費(fèi)只要大約6000塊，夏天還能自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，有效降低了生產(chǎn)成本。石墨烯材料在在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用是多類型的，有研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新技術(shù)手段，推出石墨烯增效復(fù)合肥。其做法是采用電化學(xué)法制備石墨烯溶膠，且通過干燥工藝制得石墨烯粉體，繼而將其與化肥復(fù)合制成一種新型肥料，在針對(duì)萵筍、蘿卜等農(nóng)作物實(shí)驗(yàn)種植中，節(jié)肥增產(chǎn)、低碳環(huán)保，不失為在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的新思路。

石墨烯正憑借自己的優(yōu)勢(shì)，在多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮功用，通過創(chuàng)新化成品賦力低碳生活。

中國科協(xié)科普部

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