想知道石墨烯和碳纖維電暖器哪個(gè)好,首先得了解石墨烯和碳纖維是什么東西。
“既堅(jiān)如磐石,又韌如發(fā)絲,它是自古以來(lái)人類在材料領(lǐng)域孜孜以求的品質(zhì)。一卷卷如布匹般的黑色編織物如同從新材料中一躍而起的‘黑馬’,碳纖維不僅兼顧柔中帶剛的特性,還具有不怕強(qiáng)酸腐蝕、耐超高溫、具有導(dǎo)電導(dǎo)熱性和電磁屏蔽性等諸多閃光點(diǎn)”這是媒體對(duì)碳纖維的描述。而對(duì)于新一代材料石墨烯,媒體也毫不吝嗇溢美之詞,稱其“生而不凡”,是目前發(fā)現(xiàn)的薄、堅(jiān)硬、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能強(qiáng)的一種新型納米材料,被稱為“黑金”,是“新材料之王”,科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。
除了炒作的噱頭外,碳纖維與石墨烯源于“同根”。簡(jiǎn)單來(lái)講,碳纖維和石墨稀互為同素異形體,兩者是都由碳原子構(gòu)成的單質(zhì),但碳原子的排列方式不同。
碳纖維,顧名思義,它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼具紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。與傳統(tǒng)的玻璃纖維(GF)相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱芙拉纖維(KF-49)相比,不僅楊氏模量是其2倍左右,而且在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性出類拔萃。碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)使其具有許多優(yōu)良性能,在保持密度低的前提下,獲得很大的軸向強(qiáng)度和楊氏模量。同時(shí),碳纖維具有很好的耐超高溫性、耐疲勞性和耐腐蝕性,以及良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。這些優(yōu)良的特性,是保證其在各領(lǐng)域中得到應(yīng)用的前提。有學(xué)者在1981年將PAN基碳纖維浸泡在強(qiáng)堿NaOH溶液中,時(shí)間已過(guò)去30多年,它至今仍保持纖維形態(tài)。
石墨烯是一種二維晶體,大的特性是其電子的運(yùn)動(dòng)速度達(dá)到了光速的1/300,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電子在一般導(dǎo)體中的運(yùn)動(dòng)速度。這使得石墨烯中的電子,或更準(zhǔn)確地,應(yīng)稱為“載荷子”(electricchargecarrier)的性質(zhì)和盡對(duì)論性的中微子非常相似。人們常見(jiàn)的石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的,石墨的層間作用力較弱,很容易互相剝離,形成薄薄的石墨片。當(dāng)把石墨片剝成單層之后,這種只有一個(gè)碳原子厚度的單層就是石墨烯。
相對(duì)于石墨烯,碳纖維的研究和使用有很長(zhǎng)的歷史,在市場(chǎng)應(yīng)用方面也相對(duì)成熟,但其加工方式、結(jié)構(gòu)、性能有很大的局限性。石墨烯自2004年被發(fā)現(xiàn)以來(lái),由于其極強(qiáng)的易用性和可拓展性,在全球備受關(guān)注,被譽(yù)為21世紀(jì)的黑金。二者各有千秋。
碳纖維的工業(yè)制造技術(shù)已經(jīng)非常成熟,石墨烯的工業(yè)化生產(chǎn)在成本方面還有待進(jìn)一步提高。
綜上,市面上石墨烯在電暖器產(chǎn)品上是一種輔助材料,因?yàn)槭┍赛S金還要貴;而碳纖維在電暖器中是作為核心發(fā)熱材料。
戈斯頓建議消費(fèi)者,在選擇時(shí)盡量選擇成熟具有性價(jià)比的產(chǎn)品,碳纖維電暖器。
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