冬天不畏寒冷!石墨烯應用有新突破!

2021-01-15 騰訊網

如果說21世紀物理學界最偉大的發現,則當屬石墨烯與量子計算機。自2004年,英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授,從石墨中成功分離出石墨烯後,引起了物理學界一片譁然,二人也因為發現了石墨烯,在2010年被授予諾貝爾物理學獎。

諾貝爾物理學獎得主:康斯坦丁·諾沃肖洛夫

時至今日,石墨烯自發現至今已度過10年光陰。這十年間,從我國科學界到企業家都重未停止過對石墨烯的研究與探索。例如華為就曾耗資800億元砸在了對於石墨烯的開發與應用之上,過程可謂崎嶇不堪。然而......

曼徹斯頓石墨烯實驗室

功夫不負有心人,這十年來我國石墨烯歷經艱難坎坷,突破了一個個技術關口,如今對於石墨烯的應用不僅實現了量化製備,將曾經「比金子貴10倍」具有「黑金之王」稱號的石墨烯變成了「白菜價」,在科技成果應用上,可謂實現了彎道超車。

從石墨中剝離出的石墨烯

除了應用在航天等高科領域,更是讓石墨烯科技之花在汽車、電池、通訊、油料、制暖等諸多領域綻放結果,實現了軍民兩用,共享成果的美好局面。

那麼,石墨烯究竟有何等魅力,讓世界竟能如此著迷?石墨烯制暖科技,又將為我們的家庭生活帶來哪些改變?

石墨烯為人類帶來無盡想像空間

我們當今所生活的時代,又被稱為石油時代。石油賦予了這個時代一切的存在,從汽車、飛機等燃料,再到塑料等上萬種與我們生活密切相關的物品中,可謂是息息相關。而石墨烯的出現,則打破了世界石油為王的規則......

高倍電鏡下的單原子層石墨烯

石墨烯分子結構呈六角型蜂巢狀,它的厚度雖然僅有我們頭髮絲的十萬分之一,但強度卻是鋼鐵的200倍以上。但其所具備的改變世界的潛力,則在於超高的導電屬性與熱超導屬性。這是什麼概念呢?

石墨烯與碳纖維複合製成的車身,重量極度輕質化,但強度比鋼鐵高200倍以上

舉個例子,目前我們日用化導電屬性最高的物質是金屬—銀。而石墨烯的導電效果則比銀要快100倍以上;在熱超導屬性方面,其電熱能轉化效率高達98%以上,一片巴掌大的石墨烯薄膜連上充電寶,10秒內最高可升溫至200℃以上,更是令人大開眼界。

石墨烯的熱超導特質,最先被應用在航天發動機散熱

比如石墨烯電池,運用在手機上,充電5秒鐘就能讓手機使用一個月;運用在新能源汽車上,充電10分鐘就能讓汽車行駛1000公裡以上;

在實際應用中,華為的5G手機運用石墨烯熱超導特質,將石墨烯製成散熱膜,使手機散熱效果達到前所未有之高;石墨烯汽車讓車身實現最大輕質化,但車身強度卻比鋼鐵高出百倍....

使用石墨烯電池的汽車,充電10分種能跑1000公裡以上

石墨烯衣物、石墨烯潤滑油、石墨烯塗料.....石墨烯正在代替石油,逐漸成為21世紀科技發展的新起點。正如中國石墨烯領域奠基人馮冠平教授所言「石墨烯將是當今時代下矽的替代者,石油的終結者,將為這個時代開啟新的科學紀元。」

石墨烯制暖科技,取暖費將成為歷史

但關於石墨烯的運用方面,最先給我們的生活將帶來巨大改變的,無疑於是石墨烯制暖科技。不僅將替代暖氣成為清潔取暖的主流趨勢,還將打破南方冬季取暖不便的格局,最關鍵的是,隨著石墨烯制暖科技的日用化增速,我們在今後將告別取暖費,給家裡減輕不小的開銷。

一副內含石墨烯薄膜的裝飾畫,就能在冬季滿足整個客廳的制暖

其實早在2016年,石墨烯制暖科技就早已陸續步入許多家庭。其使用壽命平均長達50-70年,因其制熱原理和傳統暖氣的燃煤取暖方式完全不同,所以不用取暖費就能直接使用,且使用壽命期內不用進行維護。

石墨烯薄膜產品生產

據現場測試,在面積120㎡的房屋內加裝石墨烯制暖設備後,7分鐘左右室溫即可達到23℃以上,而暖氣要達到這一效果,則至少需要兩個小時以上。除了室內升溫迅速、制暖均勻穩定、環保節能等特點,石墨烯制暖科技對於傳統暖氣相比而言,不亞於電燈對煤油燈的改變。

加裝在地板下的石墨烯電熱膜(施工現場)

最令人感到神奇的是,石墨烯制暖科技因其核心組件是一層薄如蟬翼的石墨烯薄膜,因此在家庭的加裝過程中,十分靈活多變!

加裝在地板後的石墨烯地暖科技,升溫十分迅速且均勻

例如,在未裝修的毛坯房裡,石墨烯智暖系統可以隱藏在地板或瓷磚下,還可以隱藏在牆體中,讓整個房屋形成3D暖牆群;對於已經裝修過的房屋,則可以將石墨烯制暖系統加裝在裝飾畫內,在合理布局下讓房屋取得全方位溫暖。

石墨烯制暖發熱示意圖

石墨烯制暖系統可以說實現了將「有形化無形」,並且實現了智能化、數位化交互。通過智暖系統控制組件,我們通過WIFI就能與制暖系統相連,打開手機就能靈活控制房屋內各區域溫度高低。

比如睡覺前,將除臥室外的區域適當降低溫度;上班離家後全屋關閉制暖,快到家前5分鐘再開啟,就能讓室內如沐春風。關於石墨烯制暖科技所帶來的種種特點,細數下來每一項都足已令人難以忘懷。

石墨烯應用研究

在當今環保、節能為主的時代之下,暖豐石墨烯地暖不僅有著比暖氣更快的升溫速度、制熱穩定性,還更加方便與我們對室溫的隨心把握。

在地面加裝石墨烯制暖系統後,制熱穩定性均勻

對於北方家庭來說,隨著石墨烯制暖科技的日用化,可以為家裡今後減去不小的取暖開支;對於南方家庭來講,這無疑是冬季解決潮溼寒冷的好方法。

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