鸟巢观礼区：全球领先的石墨烯纺织物柔性发热材料

在北京冬奥会闭幕式的观礼台上，就座的嘉宾，即便在逼近零下的低温环境中，也能感受到座椅的融融暖意。据了解，在北京市科委、中关村管委会支持下，北京科技企业自主研发的石墨烯柔性热管理材料技术在开幕式会场座椅、地毯、桌子中的应用，创造性地解决了低温环境下大型户外场馆的温暖保障这一世界性难题。

石墨烯加热沙发产品效果图（受访者供图）

“我们自主研发全球领先工艺的石墨烯纺织物柔性发热材料“艾弗AIHF”，它是一种纺织物形态、具有卓越发热效能、能量可高效转化的新型材料。其最大亮点是彻底摆脱了对基材的依赖，用石墨烯和碳纳米管分散液做成一块能够发热的‘布’。”2月20日，中国航发石墨烯材料冬奥专项项目负责人、Aika爱家科技董事长陈利军在接受采访时介绍说。

石墨烯是一种由碳原子以sp杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有高导电性、高强度和超轻薄等特性，在电子、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等领域具有巨大的应用潜力，被认为是一种未来革命性的材料。石墨烯具有很多神奇性能：它是最薄的材料；它是强度最大的材料；它是导电性最好的材料；它是导热性最好的材料。在通电的情况下，碳分子团之间相互摩擦、碰撞产生热能。

中国科技馆展出的碳世纪石墨烯光致电推动现象演示展品

（图片来源：中关村：石墨烯产业化：蓄势待发）

自碳纳米管被发现以来，碳纳米管潜在的产业价值一直在被挖掘，其独特的性能逐渐应用于各个领域。由于碳纳米管具有优异的力学性能，常常作为高强度的纤维材料，也常作为增强材料改善复合材料的力学性能。具有半导体性质的碳纳米管在传感器领域应用比较早，无论是化学传感器还是生物传感器碳纳米管均有涉足。除此之外，碳纳米管也可以应用于纺织领域，目前最常见的方法是将碳纳米管添加到纺丝液中改善织物的导电性以及机械性能。

基于石墨烯和碳纳米管的这种新型石墨烯材料，其电热转换效率达90%以上，通电后将电能高效转化为热能，热能又通过远红外线以平面方式均匀地辐射出来，很好地被人体接受，感觉到最接近阳光、由内而外的温暖。

据技术人员介绍，由于只需要24V的低压直流电就能高效驱动这种石墨烯材料，为观礼台提供温暖的同时，安全性也有充分保障。此外，这种触感与棉布类似的石墨烯材料可水洗、随意剪切，遇水后性能不会受到任何影响，在雨雪天气下也能保持安全稳定的发热性能。

由于石墨烯材料极高的电热转换效率，极低电压即可迅速实现升温和热传导，不会给电力系统带来额外负担。据悉，加入加热座椅、低碳等保障后，整个鸟巢观礼台电力总需求控制在了鸟巢整体电力负荷的0.098%，不到百分之一。

在2022年冬奥会上，应用石墨烯发热技术研发的发热围巾、手套、袜子等为工作人员实现38℃-52℃温度调节，满足低温环境人员保暖需求；另外，冬奥期间对讲机、云转播包、手机、摄影机等专业设备也配备了石墨烯保暖设备，保障其在零下20℃可正常开机使用，提升专业设备低温环境的工作效率和时长。