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在大陸性季風(fēng)氣候地區(qū)舉辦冬奧會(huì)，北京冬奧會(huì)是冬奧歷史上的第一次，每年2-3月，北京、張家口大概率會(huì)出現(xiàn)低溫等極端天氣，很可能影響冬奧工作人員服務(wù)、賽事轉(zhuǎn)播設(shè)備的正常運(yùn)作。在北京冬奧會(huì)上，高科技材料石墨烯有效幫助了5G轉(zhuǎn)播設(shè)備、工作人員等抵御低溫挑戰(zhàn)。

一塊會(huì)發(fā)熱的“布”

2月17日，北京商報(bào)記者來(lái)到北京石墨烯技術(shù)研究院孵化企業(yè)——北京創(chuàng)新愛尚家科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“愛家科技”)，探訪了石墨烯柔性熱管理材料技術(shù)在北京冬奧會(huì)中的應(yīng)用。

據(jù)介紹，石墨烯是目前發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬，導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能最好的一種新型納米材料。在通電的情況下，石墨烯產(chǎn)生的熱能以平面方式均勻地輻射出來(lái)，可以很好地被人體接受，產(chǎn)生由內(nèi)而外的溫暖。

為服務(wù)和保障本次冬奧會(huì)，愛家科技進(jìn)一步升級(jí)并研發(fā)了第二代石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料，擺脫對(duì)基材的依賴，用石墨烯和碳納米管分散液輔助工藝加工，做成了一塊能夠發(fā)熱的“布”。

“我們?yōu)槎瑠W會(huì)提供了圍巾、手套、襪子、馬甲等，這些產(chǎn)品可以在低溫環(huán)境下快速啟動(dòng)，在-20℃的環(huán)境下，能快速升溫到38℃-53℃。以手套為例，我們?cè)谑痔桌锓帕艘粔K低溫小電池，可以讓手套保溫4小時(shí)，馬甲可以保溫4-8個(gè)小時(shí)”，中國(guó)航發(fā)石墨烯材料冬奧專項(xiàng)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、愛家科技董事長(zhǎng)陳利軍向北京商報(bào)記者介紹。

能給云轉(zhuǎn)播設(shè)備和手機(jī)保暖

這一創(chuàng)新性的技術(shù)讓石墨烯紡織物柔性發(fā)熱材料在擁有出色熱傳導(dǎo)性能的同時(shí)，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)，可反復(fù)水洗、揉搓和剪裁，而不會(huì)影響功效。

除了冬奧服裝外，石墨烯材料還解決了云轉(zhuǎn)播設(shè)備如何在低溫環(huán)境下正常工作的難題，應(yīng)用石墨烯柔性發(fā)熱織物材料的云轉(zhuǎn)播背包(含有石墨烯加熱層、保溫層)，可以瞬間產(chǎn)生50℃的溫升。

“低溫會(huì)影響云轉(zhuǎn)播背包、對(duì)講機(jī)、手機(jī)等設(shè)備工作，加入石墨烯材料的背包，可以讓設(shè)備在-20℃正常使用”，“石墨烯手套能保溫4小時(shí)，馬甲可以保溫4-8小時(shí)”，陳利軍介紹。

陳利軍進(jìn)一步介紹，“使用石墨烯的云轉(zhuǎn)播背包一直裸露在空氣中，所以就要用特殊的低溫電池來(lái)給它供電。工作人員可以調(diào)節(jié)溫度檔位，大概能供熱8個(gè)小時(shí)”。

“冬奧頂流”冰墩墩也有可加熱的版本。2020年11月11日獲準(zhǔn)上市的石墨烯冰墩墩暖手寶里也有一層石墨烯材料，這是石墨烯技術(shù)在冬奧會(huì)特許商品上的首次應(yīng)用和嘗試。

借冬奧拉動(dòng)上下游聯(lián)動(dòng)

跳出冬奧會(huì)場(chǎng)景，北京石墨烯技術(shù)研究院和愛家科技，有更多已應(yīng)用和想應(yīng)用的行業(yè)。

“在新能源方面，石墨烯電池技術(shù)的應(yīng)用可有效提高現(xiàn)有電池的容量及環(huán)境耐受性，克服電池容量小、低溫放電容量低甚至不放電難題。石墨烯7號(hào)電池具有1200mAh容量，適應(yīng)-30℃至40℃的環(huán)境，且無(wú)汞可回收。”北京石墨烯技術(shù)研究院副院長(zhǎng)王剛告訴北京商報(bào)記者。

在北京石墨烯技術(shù)研究院，北京商報(bào)記者還看到了石墨烯壓力傳感器以及可用于水體凈化的石墨烯纖維膜材料等。

據(jù)北京石墨烯技術(shù)研究院柔性與印刷電子實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人介紹，“我們已經(jīng)把石墨烯做成的壓力傳感器升級(jí)到第三代，通過集成做成了陣列式的多個(gè)測(cè)試點(diǎn)位的傳感器，可以精準(zhǔn)測(cè)試壓力分布和運(yùn)動(dòng)變化情況。這個(gè)傳感器可以嵌入鞋里，有芯片和電池部分，在連續(xù)實(shí)時(shí)工作狀態(tài)下，可以支持6小時(shí)。我們還在開發(fā)針對(duì)專業(yè)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)品”。

愛家科技也在和上下游企業(yè)合作。“冬奧會(huì)是一個(gè)展示的平臺(tái)、應(yīng)用的平臺(tái)，希望借冬奧會(huì)形成一個(gè)正向循環(huán)。”陳利軍說。

(北京商報(bào)記者魏蔚/文)