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石墨烯發熱產品正夯,真有那麼神?專家帶你一次破解,避免掉入陷阱

(關鍵字: 發熱 , 陷阱 , 石墨烯 , 衣著 , 蔡宜壽

近來石墨烯各種產品大熱賣,例如衣著、被毯、面膜、眼罩,以及護頸、護肩、護腰、護腕等發熱產品,究竟石墨烯的功效有多神?對於市面上聲稱令人心動的功效,如何停看聽,才不會落入誇大不實的陷阱?

曾任逢甲大學纖維與複合材料學系教授的蔡宜壽,在2012年和他的研究團隊成功做出可以商品化的單層石墨烯,因此被稱為「台灣石墨烯工業化之父」。他指出,石墨烯(graphene)由單層碳原子所組成,其導電性與導熱性極佳、密度極高,是應用在半導體晶片上的絕佳材料。

石墨烯(graphene)由單層碳原子所組成,其導電性與導熱性極佳、密度極高,是應用在半導體晶片上的絕佳材料。(圖片提供/常春月刊)
石墨烯(graphene)由單層碳原子所組成,其導電性與導熱性極佳、密度極高,是應用在半導體晶片上的絕佳材料。(圖片提供/常春月刊)

你看到的石墨烯,是不是真的石墨烯?

一些晶片加工廠商(例如台積電),利用「化學氣相沉積法」(chemical vapor deposition,簡稱「CVD」)可製造出單層石墨烯,這是定義下真正的石墨烯,極不容易做到,生產成本很高且產量很低,理論上,不太可能大量運用在市面上的產品,一般市面上的非單層石墨烯,都是利用機械剝離法所製造出來的原料。 單層石墨烯是透明的,絕對不是黑色的,不能看到黑黑的物質就叫做石墨烯,其實看到的黑色物只是石墨。

蔡宜壽強調,市面上眾多打著石墨烯名號的產品,並不是真正的單層石墨烯,而是多層的石墨,所謂石墨烯其實已變成一個「形容詞」,頂多可稱為「石墨烯家族」(graphene family)。其中包括還原氧化石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯片、層狀石墨烯,其性質和真正的單層石墨烯完全不同,因為它沒有辦法表現出石墨烯該有的許多特性,例如能讓很高的電流瞬間通過,或是產生很高的磁場,如果兩層以上就不行了,更遑論很多層,怎麼能夠稱為石墨烯?

石墨烯家族產品發熱的真相

蔡宜壽表示,市面上的發熱產品使用多層石墨的原料,可能可以多達35萬層,也可以做到700層、200層,10層以下(稱作「few layer」),然而這些產品不可能是真正的單層石墨烯。它們之所以能夠發熱,是因為跟單層石墨烯一樣都是碳材料,將石墨烯家族產品穿在人體上,由於人體36℃到37℃的溫度,使碳原子吸收能量產生共振,因而輻射出特定頻率的遠紅外線,感覺有吸收到熱能。

他強調,物體不可能憑空發熱,需給它光或電這種能量,經過能量的吸收,才能產生熱;或是本身就會發熱的人體,如果再加上遠紅外線等物質的輔助,並吸收共振,就產生了熱。

石墨烯是苯環的結構,裡面都是碳原子,有三種共振頻率,包括碳單鍵、碳雙鍵、苯環,還可能會將遠紅外線粉末加在裡面,進而產生特定頻率的共振。但有一項前提,這些遠紅外線一定要剛好在人體的細胞共振頻率之內,才會具有升溫的功效,否則就沒效了。

極佳的導熱性能迅速升溫

蔡宜壽指出,石墨烯家族可以確認的是能夠產生熱能、促進血液循環。人體60 %的重量是由水所組成的,市面上的石墨烯產品要找到和水分子共振頻率一樣的,如此所產生的遠紅外線共振,才能將水分子團的鍵結打斷,使水分子變小,此時血流的速度就可以加快。

石墨烯家族常被用來製成棉被、衣褲、脖圍、眼罩等保暖用品,台北慈濟醫院家醫科副主任許瀞分認為,其實人們穿一般衣服、蓋普通棉被也會有同樣的效果,差別在於石墨烯家族的導熱性非常強,大約5秒鐘就可以讓熱能傳導到石墨烯家族的產品上,一般的衣服或棉被則是剛接觸到肌膚時會感覺冰涼,幾分鐘之後才會覺得暖和。

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