手機「秒充電」 羽絨服「秒加熱」

2021-01-08 南方新聞網

手機使用石墨烯電池可以「秒充」,碳納米管加熱膜做的羽絨服可以幾秒鐘加熱……材料的更新迭代仿佛一部微縮的「科技史」。想必大家會為科幻大片中的各種新奇材料驚嘆,目前,現實世界中也已經出現了很多科技感十足的新材料。

作為新一代高新技術的基礎和先導,新材料應用涉及社會生活與城市建設的方方方面。《「十三五」國家戰略性新興產業發展規劃》指出,要加快發展壯大新材料等戰略性新興產業,力爭到2020年,高端裝備與新材料產業產值規模超過12萬億元。

新材料的相關產業成為各方競逐的新藍海,企業不約而同布局這一領域,推動新材料應用場景的拓展,從而驅動未來生活更加便利化與科技化。在本屆高交會上,從光啟超材料技術在尖端行業的應用,到石墨烯在大健康領域的應用,再到碳納米管在家用領域的多種可能,無一不在例證這一趨勢。

超材料賦能尖端裝備行業

作為超材料國際領軍企業,光啟現場展示了「超材料賦能X」的全新技術成果。在現場,不少觀眾都去試戴光啟一款使用最先進戰機材料結構和製造工藝的警用智能頭盔。

據了解,這款頭盔重量只有180克,僅為現役頭盔重量的1/4,屬同類產品最輕。該款頭盔首創全天候AR作戰模式的光學綜合設計,使用者在白天強光下能看得見AR屏幕,在夜晚暗光下也能通過護目鏡看清周圍環境。同時,頭盔內部加入了進氣道、排氣道等精細熱控結構設計,採用石墨烯熱導,確保頭盔在烈日下也能安全使用。

業界專家介紹,傳統工業往往是根據現有的材料設計產品,導致產品受限於材料,無法實現理想的性能,甚至僅僅停留在理論設計階段。超材料則是基於終端產品需要實現的性能,從功能性材料開始創新,在新的功能性材料的基礎上,運用超材料技術,完成成品的研製。也就是說,由於超材料極強的逆向設計性與定製性,超材料產品已不是傳統的功能材料,而是終端產品的成品部件。因此,超材料產品往往需要與終端產品聯合設計,為終端產品賦能。

「光啟技術作為全球率先實現超材料技術產業化落地的企業,從被動選擇材料,到為行業打造完整的解決方案,成為終端用戶的成品供應商,走出了一條材料逆向設計之路,也走出了一條超材料賦能產業之路。」一位業內人士認為,超材料技術正在成為未來尖端行業發展的重要支撐,我們正迎來一個嶄新的「超材料+」時代。

石墨烯醫療展品受關注

現在什麼材料最火?答案無疑是石墨烯。作為目前發現的最薄、強度大、導電導熱性能強的一種新型納米材料,石墨烯被稱為「黑金」,是「新材料之王」。

在本屆高交會上,石墨烯再次人氣爆棚。記者在1號館和2號館,都發現了國內石墨烯產業化應用的龍頭企業烯旺科技的展區。

本次烯旺科技醫療產品展區展示的三款產品,引來不少觀眾,尤其是女性觀眾前去體驗——分別是護腰、護膝、護肩的熱墊式治療儀。三款產品均獲得國家醫療器械註冊證書,這也使得烯旺科技成為國內首家獲得國家醫療認證的石墨烯企業。不久前,烯旺科技也憑其行業地位,同華為、騰訊等一同入選創新深企70強。

由於石墨烯具有質量輕、高導電性、高導熱性、高強度等優點,還會產生遠紅外輻射,具有良好的醫療、理療作用。石墨烯在大健康領域的應用,主要集中在智能穿戴及理療護具等產品。

在場專家介紹,石墨烯通過遠紅外非熱效應引發的共振傳遞,釋放光波作用於人體,可促進藥物吸收、緩解關節疼痛、提高人體免疫功能等。這次烯旺科技展示的石墨烯應用新成果,標誌著石墨烯醫療獲得國家認可,正式進入醫療領域。

碳納米管進入普通家用領域

在5號館中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所展臺,一片不過21釐米長、13釐米寬的黑色薄膜吸引不少參觀者駐足觀看。

「剛通電幾秒鐘,就感覺發熱了!」展臺前的參觀者驚嘆。

記者了解到,這是由蘇州捷迪公司推出的超薄碳納米管服裝加熱產品,以碳納米管加熱膜作為加熱元件,通過遠紅外輻射加熱,可以實現1秒快速升溫。由於材料的特殊性質,產品厚度僅為0.3毫米,質量7.5克,與織物結合可以實現無感穿著,支持10萬次以上彎折。

在貼身穿的衣服裡安裝加熱膜,並且通電之後才能發熱,那萬一觸電怎麼辦?針對參觀者提出的這一疑慮,現場工作人員呂先生表示,加熱系統增加了過流、短路、過溫三重保護,可以有效預防異常高溫。同時,對加熱膜的電極、接頭、溫度傳感器等關鍵位置進行了加強防護,整個系統支持40次以上機洗。

對於碳納米管加熱膜優越的加熱屬性,現場一家廠商表示,希望可以將其應用到自己的服裝產品中。

作為新一代的加熱元件,碳納米管加熱膜目前已廣泛應用於智能穿戴、工業電加熱、電磁屏蔽、防彈、輕量化導線與電極材料等領域。

其中,家用成為碳納米管加熱膜應用的重要場景之一。日常生活中,無論是加熱腰帶、羽絨服、手套、鞋墊、睡袋等穿戴領域,還是電暖氣、浴霸、電水壺等家電領域,都成為碳納米管加熱膜「發揮熱度」的場景。

「我們根據市場的需求,尋找這種材料的應用範圍,並且應用於消費品,從而讓更多消費者能夠接觸到這項高新技術。」呂先生說,公司目前的市場策略是進入普通家用領域。史青玉 彭緣

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