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爱家科技:石墨烯+跨界+智能化

2017-04-23丁雪

新材料产业 2017年4期
关键词:碳纳米管石墨智能

丁雪

石墨烯,是从碳材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层或多层原子厚度的二维晶体,拥有非常优异和独特的光、电、磁、机械等物理性能和化学性质,被称为“黑金”。作为“新材料之王”,科学家预言石墨烯将“彻底改变21世纪”。

北京创新爱尚家科技股份有限公司(以下简称“爱家科技”),成立于2013年,致力于石墨烯轻应用的科技型公司。爱家科技在石墨烯领域拥有发热、过滤、杀菌等多项发明与核心专利。目前爱家科技已于国内多家服装品牌达成战略合作。

一、石墨烯核心科技突破奠定产品路径

作为1家新型科技企业,爱家科技董事长陈利军介绍,爱家科技能在石墨烯轻应用领域率先突围,打造出具有优越性能的石墨烯智能化解决方案。

1.基础在于石墨烯技术领域的3大突破:

第1突破,高质量石墨烯水性分散体系。通过独有的专利技术制备石墨烯水性分散液,过程中不添加、不产生任何的有毒有害物质,VOC排放量几乎为零,无毒无害。此外,该分散体系中石墨烯片层的分散性稳定均匀,为石墨烯在复合材料中的良好应用提供了强有力的支持。

第2突破,多维碳填料助力石墨烯分散。通过在石墨烯水性分散液中构建多维的碳材料体系,将一维的碳纳米管和零维的炭黑插入石墨烯片层之间,构建稳定的三维体系,用以限制石墨烯片层的团聚趋势,防止再次石墨化,在具有稳固的力学性能和完整的导电导热网络同时,保证了材料的耐久性和稳定性。

第3突破,远红外线转化率革命性的提升。基于石墨烯的独特二维片层结构,和碳原子的活跃电子的电子迁移率高的属性,在外部电压的作用下,碳原子的自由电子在迁徙过程中,释放能量转化为远红外线;经检测,应用这种三维体系的石墨烯材料在远红外线的转化功率上,比传统的碳系材料能提高30%,在材料上是革命性的提升。

2.核心材料一:石墨烯纺织发热材料

根据多维结构的石墨烯水溶性分散液富有的强吸附性,使水性石墨烯导电油墨生长在特定的纤维骨架上,制备出高质量石墨烯复合纤维,并与特种纤维、导电纤维进行混纺、混织,制备出石墨烯纺织物材料。该石墨烯纺织物材料相比其他发热形式具有明显的优势:①使用5V安全电压供电,安全,可实现移动便携的环境使用。②具有良好的柔韧度,可弯折,可剪裁,属于织物类别,可水洗、干洗、透气。③加热均匀,升温速度快的特点,30s到达40℃的温度,并可发射超越其他碳系材料30%的远红外波,让服饰不只保暖更加健康。

基于石墨烯纺织物发热材料,爱家科技自主生产研发的石墨烯智能披肩、石墨烯智能暖宫产品Black T、石墨烯护具系列等轻应用产品,可实现移动加热、智能调温、生物光波理疗等功能,推向市场后,受到广大消费者的喜爱。同时,爱家科技以石墨烯智能加热切入智能服饰,制定了整套石墨烯智能发热解决方案。纺织物材料已经通过国家红外及工业电热产品质量监督检验中心检测,可以批量应用到发热服饰领域。智能化体验上,可通过手机APP进行发热材料温度控制及远程温度操控,并可采集心率、脉搏、体脂、生体特征、生理反应、习惯动作以及各项生理指标,完成人体健康管理和智能服务。高精度、低误差,良好的稳定性和可靠性以及绝佳的线性度,从而保证了采集结果和智能控制的精准性,以及在各种恶劣环境下长时间无故障的运行。目前,爱家科技已经和波司登集团、恒源祥集团、九牧王集团、北京思凯乐旅游用品有限公司等国内多家服装品牌建立了合作关系。

2017年1月,爱家科技与国家中医药管理局联合主办的“石墨烯+中医药”产品论证会在北京顺利举行,在此基础上,双方达成了战略合作意向,签订了战略合作协议,拟定联合成立石墨烯中医健康研究院,这标志着高科技石墨烯与传统中医的正式接轨。自此,作为新材料与医学的联合平台典范,将在科技助力健康产业的道路上发挥巨大作用。

3.核心材料二:石墨烯碳纳米管复合电热膜

基于强大的科研突破,爱家科技还研发生产的石墨烯碳纳米管复合电热膜,应用到建筑暖通领域,打造家庭电热取暖项目和农业大棚等项目。该电热膜较传统的电热膜具有4大显著特点:功率稳定;温度均匀;远红外线转换率高;零污染物排放,无毒无害(VOC=0)。在科研上,有4大关键技术创新点:①碳纳米材料作为导电剂应用的关键技术。采用石墨烯作为电热转换媒介,导电率提高了4倍,碳纳米管插层使材料稳定性极好。②提高功率稳定性、温度均匀性的关键技术。石墨烯/碳纳米管/炭黑三维纳米结构技术,提高了功率稳定性、温度均匀性,有效防止再次石墨化。③提高远红外辐射效率的关键技术。通过在石墨烯层间插入碳纳米管和炭黑,热量/远红外线效率提高13%~51%。④综合节能环保的关键技术。水性石墨烯电热转换油墨,采用全水性技术,使得整个生产环节无毒无害,VOC排放几乎为零。

基于4大技术,实现了国际性的突破,使得石墨烯碳纳米管复合电热膜在纳米材料加工、膜材料发热、稳定技术方面的创新性,达到国际先进水平。

2017年1月20日由爱家科技与新材料与产业技术北京研究院联合,研发生产的石墨烯碳纳米管复合电热膜,在北京举行了专家评估会。本次专家评估会涵盖了暖通、热能、纳米材料、建筑、土木工程等领域的高级专家,最终经过讨论,9位到场专家一致认为:石墨烯碳纳米管复合电热膜在纳米材料加工、膜材料发热稳定技术方面具有创新性,达到了国际先进水平。从机理上和产品的寿命期等方面与传统同类产品相比,有重要的提升和发展前景。通过论证,认可该石墨烯碳纳米管复合电热膜的技术先进、设计合理、性能优良,经济与社会效益显著。同时,该产品的生产设施较齐全,自动化程度高,建立了质保体系,已经具备批量生产条件,建议加快国内外推广,加强产品宣传,进一步拓宽应用领域;增强企业生产的质量保证体系,积累运行资料,为创名牌打好基础。

二、致力于石墨烯轻应用明确产业线路

2016年12月,爱家科技发起“石墨烯+健康”产业联盟发布会上,爱家科技纺织物发热材料、石墨烯发热膜及2种材料的产品应用得到北京市委副秘书长郭广生,中国工程院原副院长、国家新材料产业发展专家指导委员会主任干勇院士,工信部原材料司副司长苗治民,科技部火炬中心主任张志宏及国务院参事、中国可再生能源學会理事长石定寰等嘉宾一致好评。爱家科技的技术团队掌管公司产品的研发与技术支持,在石墨烯轻应用的道路上不断自我突破实现创新,实现将石墨烯与纺织物结合的先进成果。爱家科技石墨烯产品横跨物理、化学、微电子、材料学等多门学科,技术团队突破层层阻碍交出一份完美的解决方案,为使爱家科技成为撬动石墨烯产业化的杠杆立下了汗马功劳,让爱家科技的石墨烯产品赢得市场打下了坚实牢靠的技术基础和技术壁垒。

三、成功登陆新三板

2016年7月,爱家科技举行了新三板挂牌仪式暨石墨烯战略发布会,成为首家登陆新三板的石墨烯轻应用领域高科技企业。2017年3月15-17日在亚洲地区最具规模与影响力的服装专业展会CHIC春季展在上海开幕,爱家科技携石墨烯智能解决方案2.0精彩亮相,以“石墨烯+智能+大数据”为理念,展出了机车服、登山服、户外服、时装、特种工服等细分品类解决方案,受到众多服装企业青睐,并达成合作意向。

爱家科技作为石墨烯轻应用的推动者,凭借着石墨烯纺织物料制备应用技术与石墨烯碳纳米管复合电热膜2大国际领先的技术,在不远的未来,将成为石墨烯民用领域的领跑者。

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