石墨块
胶带
扫描电子显微镜
什么是石墨烯? 理论解释石墨烯(Graphene)是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料。 其实严格意义上的石墨烯就是单层的石墨,用胶带粘铅笔芯,然后撕下,反复撕,在高倍率扫描电子显微镜下观察即可获得少量单层的石墨,即石墨烯。
石墨烯的特点是什么?石墨烯发热利用的是其哪个特点? 石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性,在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景,被认为是一种未来革命性的材料。 石墨烯发热利用的是其优良的导热性和导电性,实际上石墨烯并不能发热(见以下分解)。
石墨烯发热的优点:既然石墨烯发热不是石墨烯本身产生热量,那为什么还要用石墨烯来发热呢? 与普通电阻丝通电发热的机理不同,石墨烯作为发热材料,通电后其内部的自由电子发生定向移动并与碳原子发生碰撞,将获得的电能转化为热能,同时石墨烯通电后被激发,自身会产生5-14um的远红外线将热量以平面的方式均匀地辐射到周围空间,然后由周围物体散发辐射热,达到传热效果。 因此,石墨烯发热具有升温快、功率稳定、使用寿命长、发热更加均匀和安全。石墨烯发热的整体性,不会因为某处破裂而形成短路,而普通电热丝相当于串联结构,某一处发生断裂后整个体系都会短路,导致产品无法使用,而且如果电热丝分散不均匀会导致局部温度过高,而石墨烯的整体性使得其发热更加均匀、稳定。石墨烯通电后能将电能几乎全部转化为热能,转化率可超过99%,普通电阻丝仅有不到80%的转化率,且在实际工作条件下功率低,耗电少,具有节能环保的优点。最重要的是其辐射出的远红外线被称为“生命光线”,可与人体细胞形成“分子共振”和“内热效应”,促进新陈代谢,对人体有一定的理疗作用。