Matrace z grafenu je inovativní produkt, který aplikuje grafenové materiály do textilní oblasti. Jeho elektrická vodivost a tepelná vodivost jsou klíčovými ukazateli pro měření jeho funkčnosti. Zda se však tyto vlastnosti podaří v tkanině efektivně zachovat, závisí na designu, technologii zpracování a konečném použití materiálu. Následuje podrobná analýza ze čtyř hledisek: technické principy, technologie zpracování, ovlivňující faktory a skutečný výkon:
Grafen má extrémně vysokou elektrickou vodivost a volné elektrony v jeho jednovrstvé struktuře se mohou rychle pohybovat, což z něj činí vynikající vodivý materiál. Teoreticky může grafen tvořit účinnou elektronovou dráhu.
Tepelná vodivost grafenu je až 2000~5000 W/(m·K), což je mnohem více než u tradičních tepelně vodivých materiálů, jako je měď a hliník. Jeho dvourozměrná rovinná struktura dokáže účinně přenášet teplo, takže dobře funguje v aplikacích tepelného managementu.
Grafen je obvykle začleňován do textilních materiálů ve formě povlaků, nanovlákenných kompozitů nebo směsí. Výběr kompozitního procesu přímo ovlivňuje distribuci a výkon grafenu:
Potažením povrchu tkaniny grafenovou kaší lze zachovat vysokou vodivost, ale klíčová je rovnoměrnost potahu a přilnavost. Grafenové nanočástice jsou zabudovány do vláknitých materiálů pro zlepšení tepelné vodivosti, ale vodivá dráha může být omezena nerovnoměrným rozptylem.
Pro zachování měkkosti a prodyšnosti látky je množství použitého grafenu obvykle omezené. Pokud je obsah příliš nízký, jeho elektrická a tepelná vodivost nemusí být zřejmá.
Grafenové matracové tkaniny mohou mít vícevrstvý design, přičemž vnitřní vrstva optimalizuje tepelnou vodivost a vnější vrstva zlepšuje pohodlí. Tato struktura může oslabit určitou elektrickou vodivost, ale tepelná vodivost může být zachována prostřednictvím rozumného návrhu.
V tkaninách matrací se vodivost grafenu často používá pro funkce antistatického a elektromagnetického stínění. Protože však textilie musí zůstat měkké a elastické, vodivost grafenu může být omezena následujícími faktory:
To, zda je rozložení částic grafenu ve vláknu spojité, přímo určuje celkovou vodivost tkaniny. Procesy potahování nebo míchání mohou snížit vodivost kvůli špatnému kontaktu částic.
Tepelnou vodivost grafenu v tkaninách matrací lze lépe využít k regulaci teploty spánku a odvodu tepla:
Grafen dokáže rychle absorbovat a vést teplo vyzařované lidským tělem, zabraňuje místnímu přehřátí a zlepšuje komfort spánku. Ve skutečných testech matracové tkaniny obsahující grafen obvykle vykazují nižší tepelný odpor a vyšší tepelnou vodivost, zejména v prostředí s vysokou teplotou, což může výrazně zlepšit účinek rozptylu tepla.
Rozdíl v tepelné vodivosti a odporu různých textilních vláken (jako je bavlna a polyester) ovlivní přenosový efekt výkonu grafenu.
Rovnoměrnost disperze grafenu ve vláknech nebo tkaninách je klíčem k určení jeho elektrické a tepelné vodivosti. Pokud je rozložení nerovnoměrné, tepelná cesta bude zablokována.
Tloušťka grafenového povlaku má přímý vliv na elektrickou a tepelnou vodivost. Příliš tenká může snížit výkon, zatímco příliš silná může způsobit, že látka bude tuhá.
Vlhkost, teplota a vnější tlak mohou ovlivnit elektrickou a tepelnou vodivost grafenu. Například prostředí s vysokou vlhkostí může zvýšit povrchový odpor a snížit elektrickou vodivost.
Vodivost v grafenových tkaninách může účinně neutralizovat lidskou statickou elektřinu, zejména v období sucha nebo v prostředí, kde se často používají elektronická zařízení. Tento výkon je obzvláště výrazný.
Spotřebitelé obecně uvádějí, že grafenové matrace mohou poskytnout teplý zimní a chladný letní spánek. Tento efekt je způsoben především rychlou tepelnou vodivostí grafenu.
Přestože stopové negativní ionty a vzdálené infračervené paprsky uvolněné grafenem nemají přímý vztah s vodivostí, jejich komplexní výkon může mít potenciální přínos pro zlepšení krevního oběhu a zlepšení kvality spánku.
Graphene Matrace Fabric má vynikající tepelnou vodivost a může účinně dosáhnout regulace teploty a přenosu tepla; pokud jde o elektrickou vodivost, jeho výkon závisí na technologii zpracování a rovnoměrnosti distribuce grafenu. Při vlastní aplikaci matracových tkanin se vodivost grafenu obvykle využívá pro antistatické a elektromagnetické stínění, přičemž tepelná vodivost hraje významnou roli při zlepšování prostředí pro spánek. V budoucnu lze výkon grafenu v matracových tkaninách dále zlepšit optimalizací materiálového designu a technologie zpracování.
中文简体
