别让石墨烯变为伪科学

2020年的寒潮让全国各地的羽绒服、防寒服大卖；不少商家也顺势推出“石墨烯”发热服，比如发热羽绒服、发热马甲、发热帽子、发热围脖等等。

石墨烯不仅仅运用在服饰发热方面，在车用电池上也能看到不少宣传，这主要是石墨烯在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域都有广阔的应用前景，被公认为“未来材料”和“革命性材料”。

量产难度

石墨烯是从天然石墨材料中剥离出来单纯由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，利用每个原子层之间相对微弱的结合力，用透明胶带粘住石墨片层的两面，反复粘贴撕开，直到获得只有一层原子厚度的石墨烯。

看似简单的提取方式虽然可以获得高品质的石墨烯，但石墨烯的大小只能靠运气且很难实现量产，因为1毫米厚的石墨薄片就能剥离出300万层石墨烯。除此之外还有氧化还原法、化学气相沉积法、超声剥离法等，但无论如何，目前石墨烯都不能大规模量产，其成本可想而知。

目前的石墨烯主要有两种形态，一种是石墨烯薄膜，一种是类似炭黑的石墨烯粉体，两者的应用方向也不尽相同。其中薄膜形态的石墨烯已经可以进行小规模生产。但石墨烯粉体则是争议最为集中的领域：一些公司和机构将单层和多层混为一谈，将厚度远远超过10个原子层的石墨烯微片或石墨烯纳米片也称为石墨烯。一些公司甚至号称可以做100吨、500吨甚至上千吨，夸大成分比较大，且大部分并不是真正的石墨烯，一般消费者很难分辨清楚。

服饰类

石墨烯是目前已知最薄、最坚硬、柔韧性最好、重量最轻的纳米材料；拥有高导热性、导电奇快、阻隔性高、超薄性能、磁性极强、强度甚高、高热稳定、完全透明等特点。拥有最高的导电速度和导热系数，并且比钻石还硬、比银的电阻还低，几乎是完全透明的状态，跟纸一样柔。

由于石墨烯拥有奇快的导电性能，当给石墨烯发热膜两端电极通电之后，电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子，由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞「布朗运动」而产生热能。热能又通过控制波长在5~14微米的远红外线以平面方式均匀地辐射出来，能很好的被人体吸收，有效电热能总转换率达99%以上，同时加上特殊的石墨烯材料的超导性，可以保证发热性能稳定。

不过石墨烯目前只能通过电能转化为热能，所以，无论是什么产品形态需要发热的话都需要给它供电。穿在身上，那么必须要随身带着一个移动电源。

另外石墨烯通过远红外线散热的方式被人体吸收，那也就意味着实际穿着在身上的体感温度，并没有红外成像仪中拍摄的那么高。

因为红外线一旦跟人体接触，是会立马被人体所吸收的。比如直接探测到50℃左右，被人体吸收后，温度就变成了30℃左右。当然，这个温度应用在服饰上也足够了，人体还是能由内而外的感受到温暖。

相比传统的电阻发热，石墨烯发热更加安全，不会断电击穿，哪怕部分被破坏了，也不会影响整体的工作。真正的石墨烯服饰可以水洗，因为石墨烯材料本身有疏水性，不过其片层结构，也容易团聚叠层。

但由于石墨烯的成本昂贵，市售很多服饰类产品，其加热模块并不一定是纯粹的石墨烯加热片，很可能是碳纤维或者纳米管，次一点就是传统电线式的加热芯片了。其中碳纤维相对成本低，产品形态也更接近石墨烯，是用得最多的一种加热方案。不过碳纤维有一个致命的缺点，一旦弯折断裂，断裂的位置电阻会相差几十倍，容易局部高温，引起烫伤甚至起火。这一点消费者在购买时一定要注意质量和安全问题。

这种打着“石墨烯”口号的护膝就有点夸张了

家装类

同样打着石墨烯技术保暖的还有地暖、发热墙等，石墨烯发热地板是基于普通木地板的基础上，内置石墨烯发热层制作而成的一款新型地板产品。

石墨烯发热地板的发热原理，也是在电场的驱动作用下，石墨烯产生“布朗运动”，碳分子之间发生剧烈的摩擦和撞击发热，产生的热能以远红外线传播。而且这是一种节能的供暖方式，比传统采暖方式要节约能源20%~30%，98%的电热转换效率。同时，还能采用App远程智能温控系统，保证室内温度的舒适感。

同样和服饰类需要充电宝一样，石墨烯发热地板同样需要通电使用，至于有些商家吹嘘的自发热是不存在的，是通过消耗电能来达到供暖目的。

石墨烯发热地板其独特的石墨烯芯片发热芯材，把电能高效转化为远红外热能，相对于煤炭、天然气等采暖能源，电能采暖没有烟尘，不产生废气、废物等污染物，比较环保干净。

传统供暖方式机械死板，供暖时间受限制、温度不能自主调节，而石墨烯发热地板的采暖时段、采暖空间、采暖温度，都可以自行控制，并且能释放出8~16微米远红外线，对人体有良好的保健功能，特别是失眠、神经衰弱、颈椎炎及微循环等，具有良好的改善作用。

就目前而言，石墨烯发热地板的主要原料依旧是木地板，而大部分实木地板在安装石墨烯发热层后使用都会出现变形，所以不适用，而强化地板虽然稳定性能强，但是由于基材原因，大部分环保性能都达不到保障，安装石墨烯发热层后使用可能会导致甲醛加倍释放影响健康，因此建议选购石墨烯发热地板应当注意，需要特别关注环保以及稳定性能。

石墨烯电池

对于新能源汽车而言，目前最大的障碍主要就是续航里程或者充电速度，除了特斯拉、比亚迪等新能源领域的领头羊外，很多其他汽车厂商为了给自己的新能源汽车造势，不惜夸大了自家的电池技术，这也误导了很多的消费者。

最近比较明显的就是某汽的一款新能源汽车的宣传，其中就提到了石墨烯电池，他们表示自己的技术能够实现8分钟充满80%，并且实现1000公里的续航，甚至比充电还要方便。

而中科院欧阳明高院士也公开表示：“如果有人说新能源车能够跑1000公里，充电还只要几分钟，还能够保证安全性，就以目前的技术来讲，根本不存在这样的可能。”当然欧阳院士也对此话进行了解释，他发话点名了石墨烯技术存在的相关“骗局”，其矛头并非指向石墨烯技术，而是很有针对性的指向了石墨烯电池的功效上。

当然也不是说在中科院院士发话之后，就对石墨烯技术抱有怀疑的态度，毕竟在学术研究上存在着很多的不确定性，目前也没有办法很好的分辨虚实，有可能在技术层面有办法达到这样的状态，但是只是目前这样的技术还处于实验论证阶段，滥用石墨烯进行自家的产品宣传在一定程度上误导了消费者。

石墨烯技术带来的是高能效、低成本，这已经是一个不争的事实了，只不过目前还没有成本高效的大规模量产技术，相信在技术成熟之后肯定可以得到很好的推广运用。