黑金材料-石墨烯

石墨烯（Graphene）世界上发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强、延展性最好的一种新型纳米材料，被称为“黑金”、“新材料之王”。科学家预言石墨烯将彻底改变21世纪，将掀起一场席卷全球的颠覆性新技术、新产业的革命。

石墨烯所具有的优异的光学、电学、热学、力学特性，在材料学、微纳加工、储能、传感器、电子信息、智能穿戴、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。

2004年，英国曼彻斯特大学物理学家康斯坦丁.诺沃肖洛夫和安德烈.海姆教授成功从石墨薄片中剥离出了石墨烯，证实它可以单独存在，两人因此荣获了2010年度的诺贝尔物理学奖。

石墨烯纤维有哪些？

1、石墨烯超导纤维

稀有高科，采用独特的两亲特性生物质分散剥离剂，利用其共轭疏水端对石墨烯进行插层剥离，亲水端与溶剂形成了长时间稳定的高纯度石墨烯分散液，通过自主固液混合技术实现了石墨烯分散液与纤维素基材、PET（PA6)基材均匀吸附和高效络合，制备出具有良好生物相容性和超高热传导性的纺织用高品质多功能石墨烯改性纤维—— regesi润洁适®石墨烯超导纤维。

该产品应用生物溶剂替代化学溶剂解决了加工生产过程中石墨烯片层团聚和性能不稳定问题，在大大提升产品品质和提高功能的同时，降低了生产资源的消耗，实现了绿色、健康、低碳、安全和可持续发展。

2、石墨烯内暖纤维

石墨烯内暖纤维是由生物质石墨烯与各类纤维复合而成的一种智能多功能纤维新材料，具备超越国际先进水平的低温远红外功能，集抗菌抑菌、防紫外线、防静电等作用于一身，被誉为“划时代的革命性纤维”。

材料之王-内暖石墨烯纤维的应用范围：

内暖石墨烯再生纤维素纤维经试验可与棉、木代尔、粘纤、腈纶、毛、麻、涤纶等进行组合混纺，制成多种混纺高品质面料，用于制作高档内衣、袜子、运动装、婴幼儿服装，品质高档功能突出。

石墨烯均匀分散于涤纶空白切片中进行共混纺丝生产制作成填充材料，可应用于棉被、睡袋、羽绒服、枕头、靠垫等纺织品，具有轻盈、细腻、柔软、保暖、抗菌抑菌、低温远红外、抗静电、透气吸湿的功能。

石墨烯添加到聚氨酯和乳胶泡沫中，用于制作枕芯，护颈等家具用品，特有的低温远红外功能，调节人体睡眠中的血液循环和新陈代谢，有效放松肌肉、缓解疲劳，透气吸湿和抗菌抑菌性能，为您保持清洁的睡眠环境。

3、石墨烯气凝胶纤维

石墨烯气凝胶纤维的制备技术方案可以分为三个步骤：首先，采用机械剥离法制备氧化石墨烯纳米片，然后利用氧化石墨烯纳米片作为前驱体，通过液晶相液晶纺丝法制备具有多孔结构的石墨烯气凝胶纤维；最后，进行化学还原和高温热处理，以获得具有优异物理性能和力学性能的石墨烯气凝胶纤维。

但传统液晶相液晶纺丝法制备的石墨烯气凝胶纤维无法以织物形式得到广泛应用，因为石墨烯气凝胶纤维的无序多孔网络结构不稳定，难以编织成织物。针对这一问题，浙江大学研究团队采用了塑化溶胀法的预编织物制备技术，成功制备出高性能的石墨烯气凝胶纤维织物。

而且，石墨烯气凝胶纤维的织物形式具有高强度、高导电性能、高光热性能和导热性能等优异物理性能，是新一代智能织物的优选材料。在热管理和防护领域，石墨烯气凝胶纤维织物的应用潜力巨大。

石墨烯面料的功能性

1、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，极佳地体现了生物质石墨烯的功效，最明显的是增强了体温远红外功效，即在20~35℃低温状态下，对（6~14） μm波长远红外光吸收率达88%以上。内暖纤维织品强大的体温远红外功能有助于加速皮肤表面温度，使毛细血管扩张，改善身体微循环，强化各组织之间的新陈代谢，疏通经络，提高免疫力，达到对人体的保健作用。

2、抗菌抑菌性能：

各类细菌黏附于石墨烯棉丝织物上，石磨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，还通过大规模的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。

3、防静电防电磁性能：

石墨烯的电导率为1×10⁶ S/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1.5×10⁵ cm/(V·s)，比目前最好的硅材料的电子迁移率高100倍。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。

4、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。

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