科技冬奥丨能发热的石墨烯，成为冬奥保暖“黑科技”

提及冬奥会，或许很多人的第一反应就是——“冷”。

在往届冬奥会中，曾出现过因为现场寒冷导致大量观众提前退场、媒体记者和志愿者因为手脚冻僵而难以正常工作的情况。然而，这类情况在2022年北京冬奥会上却绝不会再发生了。这是因为以石墨烯为材料的系列产品为冬奥会散发出了科技的温度。

2月20日，2022北京冬奥会顺利闭幕。作为开闭幕式场地的国家体育场鸟巢，也应用了为座椅、地毯、桌子加热的石墨烯柔性热管理材料技术，创新性的解决了低温环境下大型户外场馆的温暖保障这一世界领域的难题。

近日，中国航发石墨烯材料冬奥专项项目负责人、北京创新爱尚家科技股份有限公司董事长陈利军介绍道，我国石墨烯发热服饰在低温启动和运行、快速电热转换等关键技术上已有所突破，服饰柔软、透气、带弯折的技能也有了进一步的提高。即使在冬奥会期间最寒冷的超低温环境下，也能满足运动员、工作人员、观众等现场人员的热力保障需求。

“冬奥会期间，北京延庆赛区和张家口赛区的夜间户外温度可能会达到-40℃，我们为冬奥工作人员提供了石墨烯发热的围巾、马甲、手套和袜子，使他们在户外作业的时候能得到系统性的热力保障。”

陈利军表示，石墨烯围巾、手套、袜子等可在零下20℃环境下快速升温到38℃-53℃，持续发热2-4个小时，保证在冬奥赛场的工作人员即使长时间室外工作，也不会感到寒冷。

陈利军介绍石墨烯在2022北京冬奥会的应用  本文图片 澎湃新闻记者 周頔 摄

石墨烯发热产品广泛应用于冬奥会运行保障

谈及石墨烯发热产品与北京冬奥会结缘，陈利军回忆道：“2020年2月份，我们承接了北京市科委、中关村管委会的一个课题——低温环境石墨烯智能发热产品与热力保障的应用，当时获得了十佳优秀设计方案奖，并成为科技冬奥智慧北京的一个代表性项目。”

陈利军表示，承接保障冬奥的任务以后，他们确定了石墨烯应用的四个方向：第一是穿戴服装，解决低温环境中如何保障人员的温度需求。第二是特许商品冰墩墩暖手宝。第三是场馆方面的应用。第四是保障赛事专业设备在低温环境下正常工作。

据介绍，其实早在2008年北京夏季奥运会，石墨烯就被应用在开幕式的“画纸”中。本次冬奥会中，石墨烯更是在智能穿戴领域大放光彩。

陈利军表示，相比其他材料，石墨烯柔性加热材料具有“安全、高效节能、体感舒适”的特点，本次冬奥会中使用的石墨烯纺织物柔性发热材料“艾弗AIHF”，实现了石墨烯柔性纤维织物在38℃-52℃温度区间精准加热调控，能在低温开放式环境中精准向人体传递热量，可以有效提高人体体感舒适度。

石墨烯柔性加热材料具

此外，为了保障冬奥会媒体转播设备能够在寒冷的户外也能正常工作，它们也穿上了石墨烯“外套”。应用了石墨烯柔性发热织物材料的云转播背包，可以瞬间产生50℃的温升，并配备低温电池，保证在冬奥赛场零下20℃乃至更低温环境下，云转播设备仍然可以正常运转和有效续航。

石墨烯是智能穿戴服装应用的重要切入点

在回答澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者提问时，陈利军表示，目前市场上已经出现了以石墨烯作为原材料的穿戴终端产品，但是石墨烯在穿戴应用领域还面临很多障碍，需变革整个成衣制造业的上下游产业链。

“用石墨烯做成衣服，原本的服装就变成了电子产品，其生产、质检、仓储、售后都会发生变化。以前卖衣服是不需要给用户解释怎么穿的，现在做成电子产品，还需要进一步说明。”陈利军表示，整个产业链条都要因为新材料的革新而发生变化，这是现阶段面临的最大难点。

“对于石墨烯来说，冬奥会是一个应用展示的平台，通过案例应用可以让大家进一步了解石墨烯。”陈利军表示，石墨烯新材料可以带来新产业应用，未来产业应用也会拉动材料再次升级，这是一个循环。

“智能化穿戴将占据穿戴市场的大比例份额，甚至未来可能所有的服装都将‘有电’，都会有芯片、有传感器，像智能柔性盔甲一样。”陈利军在谈及未来趋势时表示，石墨烯是巨大智能穿戴市场中非常重要的一个部分。

“现在大家穿衣服，更多体现人的性格特质，是一种身份的象征，而最早衣服的作用就是遮羞和温度补偿。石墨烯的热管理应用，将会是智能穿戴类服装应用的一个重要切入点。”陈利军称。

王刚展示石墨烯防弹钢板的性能

石墨烯材料用途广泛，可防弹也可制口罩

北京石墨烯技术研究院党委书记、副院长王刚告诉澎湃新闻（www.thepaper.cn）记者，除了通电发热的穿戴应用，石墨烯作为一种新材料还被广泛应用于航空航天、军事国防、新能源、环境净化等诸多重要领域。

在我国西电东输的特高压输变电过程中，已开始使用添加石墨烯的铝合金导线，它不仅能够增加了强度，同时也提升了导电率，降低了输变电过程中近10%的能耗损失。王刚表示，据国家电网测算，如果国家“西电东输”工程全部采用添加石墨烯的铝合金导线，一年能节省275万亿度电。

添加了石墨烯成分的陶瓷基、铝基等复合装甲材料，由于石墨烯起到了“束缚”作用，其防弹性能有了明显的提升。王刚举起一块布满弹坑的防弹钢板讲道：“这是排雷兵、排爆兵防护服里胸前插着的防弹胸板。对它的国家标准要求是防住一发弹，有石墨烯添加的能防住4发弹。此外在装甲车的车载防护装甲、防弹玻璃等领域，石墨烯有很好的应用。”

在新能源方面，王刚表示，以石墨烯制成的7号电池，每节拥有1200毫安时的电量，而且在-30℃到-40℃的低温环境下性能也不衰减，而且，其他电池可能出现漏液、鼓包等情况，石墨烯电池绝不会出现这类情况。

2020年新冠肺炎疫情爆发以来，石墨烯的技术也已经应用到了防疫中来。王刚表示，添加石墨烯材料的防护口罩拥有抗菌抑菌的特性，而且透气性更好，呼吸阻力低。同时，由于石墨烯亲油疏水的特性，添加石墨烯成分的口罩大幅延长了使用时间，其防护效果48小时内都不会减弱。

石墨烯口罩