石墨烯材料应用于女性保暖内衣的探究

赵 露 ，黎林玉 ，罗 蕊 ，程丹丹 ，沈雪莲 ，赖 寒

（1.重庆第二师范学院生物与化学工程学院2017级应用化学专业，重庆 400067；2.重庆第二师范学院生物与化学工程学院2018级药物分析专业，重庆 400067；3.重庆第二师范学院生物与化学工程学院，重庆 400067）

目前在纺织内衣的保暖面料主要有三层保暖面料、羊绒羊毛保暖面料、氯纶保暖面料，这类保暖面料大都采用消极式的保暖方式且存在抗菌能力、吸湿透气性较差，提供热量不充足等问题。区别于市场常见的保暖面料，以石墨烯发热的保暖材料具有韧性好、除菌、安全、环保等特点能够更好的满足广大消费群众的需求。以下将对石墨烯与其他保暖材料进行保暖性能对比，对石墨烯这种新材料应用于女性保暖内衣领域进行探究。

1 普通保暖材在女性保暖内衣的应用探究

1.1 无夹层式女士保暖内衣

1.1.1 羊毛保暖材料

1.1.2 羊绒保暖材料

羊绒保暖材料大多用山羊绒作为原料。羊绒纤维内部含有大量的空气，与人体皮肤接触形成封闭的稳态防止热量散失。羊绒保暖材料质地柔软舒适，且回潮率约为15%因此吸湿性能较好[2]。但由于其价格偏高限制了其应用范围。

1.2 夹层式女性保暖内衣

1.2.1 纯棉保暖材料

纯棉保暖材料由两层普通的纯棉面料和夹层的网状式普通无纺布材料构成，属于纤维性保暖内衣。纯棉保暖内衣的原料为棉纤维，其中93.9%为纤维素，棉纤维质地柔软，有优异的吸湿性能。其导热系数为：0.071-0.073（w/m·c，20℃），较其他材质导热系数偏大，保暖效果差[4]。

1.2.2 太空棉保暖材料

太空棉保暖材料是新型夹层式保暖材料。其夹层由絮状物所包裹的金属薄片所填充。第一代太空棉采用铝作为薄膜的一种成分但由于铝质地较硬，穿戴时会发出响声。目前第三代太空棉采用钛铝合金之类的材料进行包装，减少了第一代太空棉的缺陷[3]。

几类不同材料的保暖性能的比对

从表中可知太空棉类保暖材料保暖性能最佳，但吸湿能力较差，舒适感偏低。尽管太空棉在保暖性能上优越于其他保暖材料，但其保存的热量远不能满足“暖宫”所需的热量[6]。

2 石墨烯发热材料的特色及应用于女性保暖内衣的可能性探究

2.1 石墨烯简介及石墨烯保暖内衣的基本构造和加热原理

2.1.1 石墨烯简介

推进人民生活高质量，重点和难点是提高低收入群众“两不愁三保障”水平，特别是改善低收入群众居住条件。我们坚持把农村新型社区建设作为乡村振兴的标志性工程，提升政治站位，加大推进力度，全力突破农村新型社区建设，以改善低收入群众居住条件来提升脱贫质量。

石墨烯是由从石墨中分离并通过SP2方式杂化的碳原子拼接形成的二维晶体材料[4]。石墨烯具有优异的导电性、耐磨、抗菌等性能，同时顺应国家绿色环保的发展方向。

2.1.2 石墨烯女性保暖内衣基本构造

在女性保暖内衣的背部、腰部和小腹部等部位设计夹层式结构，将石墨烯加热片置入夹层中，用导线将石墨烯电加热片与温度控制器连接后连通锂电池进行控温发热。

2.1.3 石墨烯材料女性保暖内衣发热原理

石墨烯电加热片通电后会辐射出6-15μm的远红外线，远红外线会深入皮下组织促使皮下组织温度升高产生热量，使血管扩张促进血液循环、加速物质交换、提高身体新陈代谢的能力。并且远红外还可平缓感觉神经的兴奋，减轻因经血凝滞带来的疼痛感[5]。此外，对于女性而言石墨烯远红外还具有良好的抗菌除螨的效果，弥补了目前棉织品的缺陷[6]。

2.2 石墨烯材料应用于女性保暖内衣的优势

石墨烯材料应用于女性保暖内衣区别于普通材料女性保暖内衣主要具备如下特征：

1）主动式产热：保暖内衣自身携带石墨烯热源，热量可以调节控制。

2）热量提供充足：石墨烯材料产生远红外线，提供充足的热量。且在小腹部石墨烯电加热片作用下达到“暖宫”的目的，极大程度缓解女性痛经的问题。

3）受热均匀、升温较快：石墨烯导热性能优异，产生的远红外线在接触人体3mm左右时可以产生人体所需要的热量，当持续10s时温度可升至人体能接受的保暖温度，达到持久保暖的效果。

4）良好的健康理疗效果：石墨烯辐射的远红外线除了可以缓解女性经血凝滞外还具有抗菌除螨等功效[3]；

5）透气性好、安全环保：石墨烯远红外所释放的红外波长在6-15μm左右，电加热片的电压在人体可接受的12V以下，均在人体可接受的安全范围内。

综上所述，石墨烯材料主动产热式保暖较普通材料消极保暖，效果更为明显。且石墨烯材料应用于女性保暖内衣具有日常保暖和健康理疗的双重功效，是保暖材料中的最佳选择。

3 石墨烯材料应用于女性保暖内衣的市场展望

石墨烯材料应用日益增加，逐渐受到社会各界的关注。这为石墨烯材料步入女性保暖内衣市场夯实了基础。石墨烯发热女性保暖内衣具有安全、舒适性等性能，将会成为目前女性普通材料保暖内衣的理想替代品。随着我国科学技术不断的发展，以石墨烯作为发热源的各类新型女性保暖内衣将广泛涌现在市场上，成为保暖内衣市场发展的龙头。