北京冬奥会系冬奥史上首次在大陆季风气候地区举办。近日在“科技助力冬奥”科学传播沙龙中获悉，在新能源汽车领域炙手可热的高科技材料石墨烯在北京冬奥会防寒保暖中发挥了巨大作用，能有效帮助5G转播设备、运动员、工作人员、观众等应对-20℃低温的挑战。

石墨烯又被称为“黑金材料之王”，其发现者荣获2010年度诺贝尔物理学奖，是目前已知最薄、强度最大、导电导热性能最好的一种新型纳米材料。

美国、欧盟、英国等都在石墨烯领域砸下巨额研究经费，我国也在石墨烯领域频频布局。2017年，北京市政府和航天领域的央企联手，成立北京石墨烯技术研究院，着力打破创新链孤岛现象，从事石墨烯技术研究和产业孵化，并积极参与“科技赋能”北京冬奥会。

那么，石墨烯在冬奥会中到底扮演着怎么样的角色呢？一起来盘点一下。

01石墨烯发热织物

据媒体报道，北京冬奥会运动场馆的温度最低可达零下30多摄氏度。为此冬奥会的礼仪服采用了高科技石墨烯材料，可帮助工作人员抵御寒冷。

负责人陈利军表示，礼服里有一套内胆，用了全套的石墨烯新装备。礼仪姑娘看起来外面穿的很薄，但里面的内胆会提供温度保障。

据悉，北京2022年冬奥会和冬残奥会颁奖礼仪服装共三套方案，分别为“瑞雪祥云”、“鸿运山水”和“唐花飞雪”，设计灵感来自“瑞雪”、“祥云”、名画《千里江山图》、传统唐代织物等中国传统文化元素。赛时这三套服装将分别出现在雪上场馆、冰上场馆和颁奖广场的颁奖仪式中。

02石墨烯发热坐垫

清华大学建筑学院曹彬团队开发出了一个“人体全身多点位加热实验系统”，在这套轻薄的加热服全身二十几个部位，加上一层柔性的石墨烯发热布，对人体进行分区补热。考虑到观众坐姿观赛等行为习惯，加上轻薄的隔热保温材料，最终确定了局部加热的智能加热服和便携的加热坐垫。

张家口赛区竞赛场馆多在室外，因此观众要在零下二十度的环境下观看比赛。国家跳台滑雪中心、国家越野滑雪中心等场馆坐席台阶表面将铺设一层具有封装外壳的坐板，外壳内装有石墨烯片，通过实时通电来发挥石墨烯的发热功能，使座板表面温度迅速提升。此外，座椅上还将安装保暖“黑科技”坐垫为观众保温，比赛结束后，允许观众将它们带走，以留作纪念。

03石墨烯空气净化装置

新型奥运版复兴号动车组也已经在京张高铁清河站上线。列车采用轻量化技术、环保可降解材料、石墨烯空气净化装置、灰水再利用系统等，打造绿色低碳空间。在列车的车头设计方面，采用仿生学车头方案，实现运行阻力减小7.9%，综合能耗降低10%以上。

04石墨烯御寒暖屋

东鹏瓷砖从石墨烯的导电导热特性出发，将中国科学院半导体研究所特聘研究员、中国科学院理化技术研究所特聘研究员张麟德的石墨烯制备技术作为技术支撑，研发出石墨烯3D大面积超导制热技术，获得14项国外专利和17项国内专利。

东鹏瓷砖在“绿色”办奥理念指导下，采用石墨烯打造的6座“城市志愿者服务站”，分布在张家口市的五个区县，在北京冬奥会期间，免费为张家口市城市志愿者们提供御寒“暖屋”，和取暖、饮水、休息、应急等多重服务，保证这些幕后英雄在零下十几度的户外环境中，有一处温暖的避风场所。

05 石墨烯可穿戴设备

“随着冬奥会越来越临近，我们每天晚上6点钟参加冬奥筹备相关的会议，回来安排工作，一直工作到半夜12点多钟，第二天8点开始，两小时一汇报，一直到晚6点，持续不断。”为北京冬奥会提供石墨烯智能科技发热产品及保障项目负责人陈利军透露自己目前的工作节奏。

他主持的高科技企业与北京石墨烯技术研究院合作开展技术产业化，致力于从天然气里面制备石墨烯，并做成可穿戴的环保纤维，目前已经拥有50多项专利。“第一代柔性热管理材料的典型应用是家用电热毯，成本低，缺点是电缆线很粗，不舒服，还要防止漏电等；第二代是薄膜状，缺乏透气性，不能贴身穿戴；石墨烯具备超强导电性，制成的‘布料’属于第三代柔性热管理材料，透气好、能水洗，用36伏以下直流电来供暖，穿着游泳都可以，十分安全。”

陈利军说：“去年3月21日，张家口还在下雪，我和冬奥会工作人员在雪场一脚踩下去20厘米深，雪化成水渗进衣服和鞋子里，两小时以后，穿着羽绒服都非常冷。穿戴石墨烯保暖装备之后，摁袖珍开关3秒，灯一亮，衣服就热了，能够迅速帮人体把雪水烘干，恢复保暖性能。”

石墨烯围巾、手套、袜子等被应用到“相约北京”测试赛中，在崇礼雪场经受了白天-20℃、晚上-30℃甚至-40℃的低温考验。雪场工作人员穿戴上它们，可实现38℃—52℃温度调节。

有一些特殊的环境不能穿得太厚，比如颁奖时礼仪小姐的服装使用石墨烯材料，轻盈灵动且不畏严寒。此外，户外工作人员的手机、对讲机、摄像机、照相机等很多工作设备在冬奥户外赛场都不能正常工作，它们也穿上了石墨烯“外套”。

“石墨烯材料还应用到观众座椅中，在零下二十几摄氏度的室外场馆，发热座椅套能有效提高座椅舒适感。”陈利军告诉记者，“这些石墨烯加热装备已经在2021年冬奥测试赛期间延庆赛区、张家口赛区实现应用,即使置身‘料峭寒风’，仍能在融融暖意中比赛、观赛。”

本文来源：Carbontech，游侠网，长江日报