通过“撕胶带”的方式从石墨中成功分离出的石墨烯，具有高强度、高模量、轻质、超薄、柔韧性好等特点，还具有优异的透光性、透明度、导电、导热、储能、抗菌、防紫外线、防静电性能，已在当代高科技计算机、信息产业、人工智能、材料、交通运输、航天航空、国防军工等领域得到较多的应用。今天我们为纺织领域的石墨烯开个专题，看看它是如何大显身手的。

石墨烯走进纺织领域

近年来新型纺织材料层出不穷，其性能更新迭代，以不断提高满足消费者的生活需求。而石墨烯作为一种新型纳米材料，因其优异的抗静电、防紫外、抗菌、导电、耐热等性能在纺织领域中被广泛应用于制备户外用品、特殊职业装、专业运动服等。

按照层数的多少分类，石墨烯可以分为单层、双层、少层以及多层四大类产品。

在纤维领域，通过将石墨烯纳米粒子引入到聚合物纤维基体中，开发石墨烯-聚合物基复合纤维。石墨烯的引入，有利于改善聚合物纤维的强度、耐热性、耐候性、抗静电等诸多性能，增强纤维材料整体性能，因含量不高，成本较低，同时质量稳定、耐洗耐用。

在纺织领域，人们利用石墨烯的特性和功能，将石墨烯材料和纺织品有效结合，在保持纺织品各项基本性能的同时，附与织物导电、防辐射、防紫外、抗菌、特殊防护和智能等功能。

石墨烯在纺织领域的应用日益广泛，石墨烯制备高性能纺织纤维、导电织物、亲肤织物、智能纺织品等逐渐成为研究热点和重要课题。

那么石墨烯在纺织领域“大显身手”，它有哪些功能特性呢？

低温远红外性能

与生物质石墨烯复合后的内暖纤维，强化了粘胶纤维固有的吸湿性、透气性，织品光洁柔软，手感滑爽，不宜褪色的性能；同时，体现生物质石墨烯的功效，明显的是增强了体温远红外功效，即在20—35℃低温状态下，对6—14μm波长远红外光吸收率达88%以上。

抗菌抑菌性能

各类细菌黏附于石墨烯棉丝织物上，石墨烯通过尖锐的边界切割细胞膜，接着超氧离子介导氧化应激，最终导致细菌死亡。同时石墨烯不仅通过接触切割作用对细菌细胞膜进行破坏，还通过大规模直接抽提细胞膜上的磷脂分子，以破坏细胞膜并杀死细菌。石墨烯与细菌作用时表现出优异的抗菌性能，与细胞或生物体作用时只表现出微弱的细胞毒性，说明石墨烯是一种既具有抗菌性又具有良好生物相容性的纳米材料，在生物医用纺织品方面具有很好的应用潜力。

防静电防电磁性能

石墨烯的电导率为1×10⁶S/m，是良好的导电材料，石墨烯具有很高的电子迁移率，石墨烯平面内的电子迁移率可达1.5×10⁵cm/(V·s)。所以，将石墨烯添加到纤维内部，会提高纤维材料的防静电性能。石墨烯的加入可降低纤维表面电阻率，将产生的静电荷迅速泄露，同时赋予材料表明一定的润滑性，降低摩擦因数，从而抑制和减少静电荷的产生。

抗洗涤、吸湿导湿性能

石墨烯是由碳六元环组成的两维周期蜂窝状点阵结构，它可以翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者堆垛成三维的石墨。由于其具有二维空间，所以吸水能力特别强。同时，通过将生物质石墨烯添加到母粒中从而达到强大效果，所以能够做到长时间穿着和多次洗涤后，性能依然不会发生衰减。

了解石墨烯面料的诸多优异功能特性后，不难理解为什么石墨烯面料制成的纺织品既有远红外保暖特性，又抗菌抗皱抗静电，同时还韧性十足不易损坏。近年来，石墨烯在纺织领域的应用日益广泛，石墨烯制备高性能纺织纤维、导电织物、亲肤织物、智能纺织品等逐渐成为研究热点和重要课题。

石墨烯应用存在的问题和展望

虽然石墨烯在纺织领域中的应用有很多益处，但对石墨烯的功能化研究尚以实验室研究为主，批量生产直接应用到实际还存在着一些困难。

（1）由于石墨烯独特的单原子层片状结构，当层间范德华力与π-π相互作用时，粉末状的石墨烯在使用过程中很容易团聚，甚至很有可能重新形成厚的石墨片，从而失去其结构特征和优越性能。所以，如何使粉末状石墨烯均匀分布且具有一定的可纺性将是未来研究的重点课题。

（2）石墨烯的制备工艺还不太成熟，导致石墨烯的生产成本高、质量差、产量少；由于石墨烯在基材上的吸附量低，无法充分显示其功能性，故提高制备工艺，将石墨烯材料产量化来降低成本，使其具有广泛的市场价值是今后重要的研究方向。

（3）当前不具备成熟的纯石墨烯生产技术，生产难度相对较大，存在着纤维强度、可纺性不足和柔韧性差等问题，其次石墨烯复合纤维的均匀性也有待考量。

（4）利用石墨烯对织物进行功能改性时，其结合方式和结合强度有一定的难度，且功能方面和服用舒适度之间的兼容性有待解决。尽管如此，石墨烯作为21世纪最具影响力的纳米材料，因其优异的理化性能，使其在纺织领域中应用价值不断凸显，对纤维、织物的功能改性已经取得了一定的进展，并不断出现新的研究方向，如：石墨烯在可穿戴智能纺织品中的开发应用就是极具重大意义的方向之一。

如今，世界上越来越多的国家都在积极研究开发石墨烯，其中以美国为首的发达国家进展较为显著。我国作为石墨矿产量大国，石墨矿存储量约占世界总存储量的75%，具有较大的发展潜能，应当抓住机遇，迎难而上。相信随着研究人员对石墨烯的探索越发深入，石墨烯材料在纺织领域中的应用前景不容小觑，期待石墨烯未来能在智能纺织领域的专业性和产业化中实现更多的可能，最终在高端纺织品市场中引领出一条绿色、可持续发展的道路。

文章来源： 煜和科技，嵩山硼业，小烯