石墨烯用於紡織品的發想：色彩繽紛的時尚設計與黑色科技力的完美結合

石墨烯用於紡織品的發想：色彩繽紛的時尚設計與黑色科技力的完美結合

 

我們都知道石墨烯是具有優良導熱特性的奈米材料，不僅具有已知材料中最高的導熱係數(5300W/m‧K)，更具有優異的熱輻射係數(>0.93)，使得石墨烯可同時藉由傳導及熱輻射型式達到很好的導/散熱作用，故目前石墨烯已陸續使用來開發多種不同的散熱應用產品，像是手機平板內部常使用的均溫導熱膜或是散熱器表面塗覆的熱輻射散熱漆等。

 

在紡織品的應用上，如何運用石墨烯的優異熱傳能力導入紡織品的開發則是近來相當熱門的議題，如果我們能透過將各式各樣的加工方法，將具有高導熱性的石墨烯結合不同的纖維素材或織物的組織設計，或許我們就可以藉由織物上的石墨烯來調整身體所產生的熱量的傳遞速度與方向，並因應不同的使用情境來設計特定的材質及組織結構，使得尋常的穿著服飾更在石墨烯的魔力下帶來與眾不同的穿著體驗。

 

石墨烯如何在紡織品中產生功效的呢? 簡單說明石墨烯在織物表面傳遞熱量的原理

 

想像一下，當一塊尋常的布收到局部熱量的作用下，熱量會怎麼傳遞呢? 我們都知道一般的布都是由聚酯或尼龍等導熱性不好的素材所紡織出來的，所以當有局部的熱量跑到布上時就會很容易蓄積於非常小的區域，這時對我們而言就會感覺到燥熱不舒服。

 

而如果這時候我們將石墨烯簡單的加工在布的表面會發生甚麼事情呢? 簡單的說，我們可以預期這時候在布表面附著的石墨烯塗層在吸收到熱量後會快速的把熱量橫向傳遞出去，最後熱量會均勻的擴散到整個布上去。

 

 

 

具有高導熱性的石墨烯塗層與不同組織的織物所產生的不同使用情境：

長效涼感 VS 快速保溫

我們已經知道石墨烯可以幫助蓄積於布上的熱量傳遞擴散，但是織物複雜性不僅來自於可運用不同材質的纖維素材同時產生的組織結構千奇百種，所以我們才可以因應不同季節與使用情境有不同的穿著服飾。而奇妙的是，同樣都是一樣石墨烯的加工方法卻可在不同材質或不同的組織設計下會產生不同的傳熱行為，如果熱量可以持續的透過石墨烯作用下從織物傳遞至空氣中，並使得體表可以持續感受到冰涼感一段時間，此時我們可稱為這種行為長效涼感；反之，如果我們可以將熱量快速傳遞至織物內控制熱量盡量保留至織物中，最終使體表可以更快感受到發熱的感覺，則此時我們可稱這種行為為快速保溫，下圖則是展示更細節的作用原理：

 

- 長效涼感 (long-lasting Cooling)：

石墨烯在長效涼感的作用，來自於使連續排列的石墨烯塗層於適當的織物結構下，將體表產生的熱量持續均勻地由內而外擴散分布於布的表面，使織物的有效散熱面積大幅增加，最終透過對流作用及熱輻射作用將熱量帶走達到長效涼感的作用。

- 快速保溫 (Rapid Warming Up) ：

石墨烯在快速保溫的應用中，乃是結合連續排列的石墨烯塗層與具有多孔隙的組織結構，在傳熱面積增加下可將體表產生的熱量快速分布於織物中，最終使織物可達到快速蓄熱暖感的作用。同時，石墨烯具有優異之遠紅外線輻射特性，可同步增加發熱能力，使蓄熱保溫特性更為顯著。

 

UNIAXES：宇興碳素認證的石墨烯功能性商標與吊牌設計

根據上面不同的熱量傳遞原理，宇興碳素深入探討不同材質及不同組織下石墨烯加工布的特性變化，在超過1000組以上的石墨烯加工布的數據資料褲的基礎下，我們發現以宇興自行開發的高純度石墨烯為核心原料所設計的石墨烯布料，不僅可在長效涼感的表現上達到具有顯著長效涼感特性(涼感時間可達2小時以上)，而在快速發熱的應用中，也可透過組織設計使發熱速度增加至4倍以上。因此，宇興碳素提出石墨烯功能性商標UNIAXES™ 來認證以宇興碳素高結晶度石墨烯原料-Greenphene™所製作的石墨烯功能性紡織品與其優異的功能性：

 

 

其中，

藍色字樣表示長效涼感(long-lasting Cooling)，表示擁有宇興碳素高結晶度石墨烯原料-Greenphene™的石墨烯加工涼感布料可達到增加20%以上的散熱量，涼感時間可延長至2小時以上；

紅色字樣表示快速保溫(Rapid Warming Up)，表示擁有宇興碳素高結晶度石墨烯原料-Greenphene™的石墨烯加工保溫布料可達到4倍以上的發熱速度, 且發熱溫度可達1.5度以上。

 

 

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