紡織業的新興材料！石墨烯功效有哪些？涼感、保暖皆可做到？

石墨烯作為一種革命性的新材料，近年來在各領域都引起了極大的關注！特別是在紡織業中，獨特的石墨烯功效為紡織品帶來了全新的可能性，你可能也很常看到各式各樣的石墨烯產品，從發熱衣、床墊、襪子到內褲，應有盡有。那麼，石墨烯到底是什麼？有什麼樣的功效讓它備受矚目？一起往下看！

石墨烯是什麼？

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石墨烯是一種結構獨特的單層二維材料，由碳原子呈六邊形排列，形成了一個平坦且具有彈性的結構。石墨烯擁有許多獨特的物理特性，像是密度極高、具有出色的導電性、柔韌性和透氣性，因此被廣泛應用於各種領域，包括電子學、材料科學和紡織業等。

經濟部資料進一步說明：「石墨烯經過加工製造後，可滿足紡織業在某些方面對特殊機能的需求；石墨烯可比鋼還堅韌、幾乎透明、可導電導熱、抗靜電、機械可橈曲性，而且還有抑制細菌生長的能力，這些特性應用到紡織服裝上有非常高的價值，既使考量到重量因素，若技術層次可以達到，僅加入一層石墨烯原子層，則不論應用到何種紡織品或服裝，增加重量都將微乎其微。」

從石墨烯功效出發，探討石墨烯在紡織業的應用

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石墨烯功效 1：優異的導電性

石墨烯擁有出色的導電性，可以用於製造發熱衣物，如外套、手套等，通過通電導熱的方式，在寒冷的天氣中保持身體溫暖。另外，通過將石墨烯納入紡織品中，可以製造出能夠感應、傳遞數據甚至產生熱能的智能紡織品，這些服裝能夠感測到身體的各種生理指標，如心率、體溫和運動量，並將數據傳輸到智能設備上進行監測和分析，進一步推動可穿戴技術的發展。

石墨烯功效 2：出色的熱傳導性

石墨烯的熱傳導性可以用於以下常見產品 👇🏻

• 熱調節服裝：例如夏季涼感服裝或冬季保暖服裝，這些石墨烯服裝能夠快速將熱量從身體表面傳導到空氣中，從而幫助調節身體的溫度，提高穿戴者的舒適度。

• 寢具：如涼墊、涼枕套、睡衣等，石墨烯可以幫助身體更快地散熱，提高睡眠的舒適度，對於夏季高溫時的睡眠特別有益。

• 運動服飾：石墨烯可以幫助身體更有效地散熱，從而減少運動時的不適和疲勞。這對於需要長時間進行高強度運動的人們尤其重要。

• 防護服裝： 在一些特殊的工作場合，如高溫環境或有害物質的接觸場合，使用石墨烯製造的防護服裝可以幫助身體迅速散熱，從而減少對身體的損害。

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石墨烯功效 3：優越的柔韌性

石墨烯的結構非常堅韌靈活，即使是極薄的石墨烯薄膜也具有驚人的抗拉伸能力。因此，將石墨烯納入紡織品中可以增強其耐用性和延展性，使得產品更加耐磨、不易變形，同時具有更長的使用壽命。好比瑜伽服、運動褲等，石墨烯的融入能使穿戴者在運動時更加舒適自如，同時保持穿著的合適性。

石墨烯功效 4：抗菌和除臭功能

石墨烯具有抗菌和除臭的特性，能夠有效地抑制細菌的生長並吸附異味分子，保持紡織品的清潔衛生。這種功能使得石墨烯紡織品在內衣、襪子等貼身穿戴產品中廣受歡迎。

石墨烯功效 5：環境友好性

石墨烯本身是一種天然的碳材料，生產過程中不會產生有害物質，且可以實現高效的資源利用。此外，由於石墨烯紡織品的耐用性和抗菌功能，可以延長產品的壽命、降低更換頻率，進而減少對環境的影響。

石墨烯的發展沒有想像中的快速，這是為什麼呢？

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石墨烯缺點 1：成本較高

石墨烯在邁入產業化另一個障礙就是它的高價格成本，經濟部產業技術司的技術評析其主要原因包括在石墨烯生產流程中不可避免的酸化反應製程，其次是在此製程中須進行固液分離的程序，此製程耗時甚久；另一方面製程需要使用高溫爆炸以剝離石墨烯，此製程須耗費大量的熱能，因而增加設備與能源的成本。

石墨烯缺點 2：技術問題尚未完全解決

石墨烯之所以重要，主要是因為它有超大的表面積，而且凡得瓦力很強，但如果我們沒有把石墨烯好好分散開來，它可能會再次團聚，無法發揮石墨烯的優良性能。因此，為了解決這個問題，未來的石墨烯產品應用需要開發出良好分散且含量高的石墨烯懸浮液。

石墨烯在紡織業的應用還面臨著兩大挑戰：低固含量和溶劑選擇的限制。石墨烯的均勻分散和高濃度溶液技術上需要突破，並且在紡絲過程中可能導致的堵塞問題也需要解決。此外，石墨烯與基材的黏附問題也是一個需要解決的技術挑戰。

參考資料

石墨烯在紡織業的應用與開發現況
High-Performance Graphene-Based Natural Fiber Composites

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