量子材料？电热转换效率超过99%？快来一探究竟！

碳纳米材料具有显著特性，优良的导热、导电和远红外特性等。但是碳纳米材料也具有纳米材料天生的缺点，比如高纯度和高结晶度的纳米材料比较难获取，另外还有团聚问题。晶须碳纳米管不仅具有碳纳米材料的天然优点，还兼具高纯度、高结晶度和易分散的特性。

远红外纸的加热机制不同于传统方式，远红外纸通电时会产生远红外热波，因此有人把远红外纸称作量子材料。

所以当晶须碳纳米管与远红外纸相遇，变碰撞出了奇妙的火花，诞生了电热转换效率超过99%、瞬间升温到1000℃等看起来不太可能的数据。

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什么是晶须碳纳米管？

图表：晶须碳纳米管

TEM照片

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样品照片

晶须碳纳米管具有线性结构，相互之间不缠绕，易分散。纯度和结晶度最高可达99.999%和99.280%。氧化温度高达700℃。导电、导热、稳定性优异。

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什么是远红外纸？

远红外纸具有非常优异的远红外发射性能，当通电时，远红外纸只发射3-20um(完全消除近、中红外波段)波长的远红外电磁波。电热转换效率达到99%以上。其中4-14um波段的远红外电磁波是最有效加热物体的能量形式。

远红外纸照片

远红外摄像照片

远红外发射图谱

远红外纸具有一种新的独特加热机制。它不同于传统金属丝、碳纤维、石墨等发热体加热模式，传统发热体是先加热自身，然后通过温差传导热量。远红外纸通电时，晶须碳纳米管的C-C共价键被激发，产生声子振荡，此振荡产生波长为2-20um远红外热波（电磁波）。因此，远红外纸也可以归类为量子(声子)材料。电能通过远红外纸直接转换成热能。

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当晶须碳纳米管与远红外纸结合

远红外纸通电时，晶须碳纳米管的C-C共价键被激发，产生声子振荡，此振荡产生波长为2-20um远红外热波（电磁波）。由于晶须碳纳米管具有极高的结晶度和极少的缺陷，因此可以减少声子散射，大幅提高远红外发射率。因此，远红外纸可以将电能通过直接转换成热能。

晶须碳纳米管远红外发热纸

46℃

85℃

300℃

晶须碳纳米管远红外纸声子能量全部以远红外形式传递，没有内部声子散射损失能量，是目前电热转换效率最高的形式。因此可外快速加热物体。因此，单位面积远红外纸只要加载足够的能量(功率密度)，温度瞬间即可上升到1000℃以上。

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晶须碳纳米管远红外纸的应用前景

晶须碳纳米管远红外纸电热转换率高达99%以上，远高于电阻发热电热转换的70%，还具有柔韧性、可折叠、打孔、可冲压、憎水、耐酸碱、可热塑成型、温度任意调节等特性，在红外加热、红外理疗、红外供暖等领域可替代金属、陶瓷、PCT、碳纤维、石墨等发热体，具有广泛的应用领域。

采暖： 远红外电地暖、汽车远红外采暖、电热桌垫、电热坐垫、暖风机、太阳能光电热暖房等；

理疗：理疗仪器设备、远红外保暖服装、远红外护膝（腰）、远红外鞋垫等；

加热：大于100℃应用，热水器、电热水壶、快速水蒸发器等；

超低温锂离子电池：电动汽车、手机等-40℃~-100℃自加热锂离子低温电池；

移动加热产品：旅游野外充电宝食品加热、轿车12V供电烧开水、食品加热。

看到这里，如果你已经心动，或者还有进一步了解的想法，欢迎参加本周四20:00-21:00的材视在线课堂，本期我们邀请到国内晶须碳纳米管远红外纸知名企业——江西克莱威纳米碳材料有限公司，由公司董事长孙晓刚先生带来《晶须碳纳米管及远红外纸应用展望》的主题报告。

孙晓刚董事长历时20多年碳纳米管研发，自主研发成功晶须状碳纳米管工业化生产技术和装备，工艺技术水平世界先进，掌握核心技术，年产能达到100吨。历时10年开发成功远红外薄膜材料（远红外纸），性能优异，为世界首创。

欢迎从事纳米复合材料（导电、导热、增强）、红外加热、供暖、红外医疗、理疗产品开发相关技术人员以及大中专院校相关科研人员参与。

部分资料来源：江西克莱威