爱家科技：当冬奥服装遇上“黑科技”

段永利

2022北京冬奥会正在如期进行中，和夏季奥运会不同，冬奥会运动场馆的温度最低甚至可以达到零下30多度，为了对抗寒冷的环境，如何让场馆工作人员、颁奖礼仪服装既能美观舒适，又能暖意融融成了冬奥会筹备期的一个绕不开的话题。

北京創新爱尚家科技股份有限公司（以下简称“爱家科技”）联合北京石墨烯技术研究院有限公司携“科技冬奥”重点专项——“低温环境石墨烯智能发热产品及热力保障应用”项目出现在冬奥会会场，源于爱家科技针对冬奥会低温环境，突破石墨烯柔性织物加热材料的低温启动和运行、快速电热转换等关键技术，为冬奥雪上工作人员提供石墨烯发热马甲、围巾、手套、袜子等服饰产品，为冬奥会场馆的座椅提供加热设施，以及确保户外赛场设备的“保暖”。这些产品可实现38℃至52℃温度调节，满足低温环境人员的保暖需求。同时，与传统电阻丝加热方式相比，石墨烯柔性织物具有无污染、无排放、加热效率高、性能稳定、电磁辐射低等优点。

以科技实力为冬奥“护航”

成立于2013年的爱家科技，是以新材料、新科技、新应用为驱动的创新型科技公司，自有品牌Aika，属国家高新技术企业，与北京石墨烯技术研究院成立石墨烯纤维共建实验室，专注石墨烯柔性纤维热管理技术的研发及应用。

石墨烯是目前为止导热系数最高的材料，在通电的情况下，碳分子团之间相互摩擦、碰撞而产生热能，热能又通过远红外线以平面方式均匀地辐射出来，可以能很好地被人体接受，产生一种由内而外的温暖。爱家科技的核心技术之一是织物形态的石墨烯发热材料AIHF（艾弗）。

怎么才能让石墨烯“嵌入”纺织物里呢？

为了解决这一技术难题，爱家科技与曼彻斯特大学石墨烯研究院、北京化工大学常州先进材料研究院、新材料与产业技术北京研究院等顶尖机构合作，3年多的时间里，80多人的研发团队日以继夜地进行猜想、方案设计、试验、测试、再修改……2016年下半年，他们迎来了期待已久的“爆发”：爱家科技自主研发的超级材料艾弗（AIHF）问世，拿下数十项核心专利，轰动了整个行业。

以水性三维石墨烯制备方式将石墨烯粉体转化为水性石墨烯油墨，再将石墨烯油墨与纤维原丝相结合，制出电热性能优异的石墨烯纤维，最后，将“3维石墨烯复合纤维”“导电纤维”“骨架纤维”3种特种纤维纺织成“布”，得到的就是石墨烯艾弗（AIHF）材料。

整个过程历经数百道工序，耗费近60天才能制备完成，从粉体材料到液态油墨再到固态织物，是名副其实的黑科技。这种黑科技材料具有卓越发热性能，兼具柔软可揉搓性、微孔透气性、可水洗性、低电压驱动安全性、释放宽频能量健康光波5大属性，是制备发热类穿戴服饰及家居产品的理想材料。

在攻克材料的技术难关后，爱家科技随后应用AIHF设计了在发热护具、服饰、家居家纺等领域的众多科技好物，正如其“让科技温暖健康生活”的品牌愿景，用科技温暖更多人。

2020年2月，爱家科技石墨烯智能发热产品及热力保障项目入选 “科技冬奥、智慧北京”优秀设计方案。为了保证在室外长时间工作的工作人员不感到寒冷，公司科研人员开发出多种产品，包括围巾、马甲、手套、袜子等，满足各场馆、各工作人员的不同需求。

为解决冬奥场馆和比赛现场在极低温环境下转播设备不能正常工作的难题，爱家科技、北京石墨烯技术研究院与北京国际云转播科技有限公司携手配合，采用石墨烯柔性织物电热材料艾弗，复合国家先进功能纤维中心开发的保温材料石墨烯改性气凝胶，并配合石墨烯低温电池，使云转播背包内，可以瞬间产生50℃的温升，以保证云转播设备在零下20℃的环境中不影响便携性、轻量化的基础上可以正常使用。为防止户外工作人员的手机、对讲机、摄像机、照相机等很多工作设备在冬奥户外赛场不能正常工作，也都可以穿上石墨烯的“外套”。

截至目前，爱家科技以石墨烯新材料为基点，研发出的石墨烯柔性纤维热管理专业技术解决方案和终端产品，应用于新能源汽车的热管理系统，军警低温环境特种发热装备，特种工人低温环境发热装备，2022北京冬奥会低温环境人员保暖特种发热装备，智能健康发热穿戴系统等领域，公司拥有50多项核心专利，已将自身打造为石墨烯柔性热管理应用行业专家。

不断创新是企业的愿景

针对冬奥的应用场景，爱家科技对自身研发功能服装的要求也越来越高。除了保温保暖的基础需求之外，还要做到美观时尚，赋予服装更多的外延功能。

针对本次冬奥会需求，专项小组的科研人员专门研发了第二代石墨烯发热材料。陈利军介绍说，因石墨烯的第一代材料不透气，如果做成穿戴类的服装，会导致汗排不出去，容易造成低温灼伤。为此，公司为冬奥会专门打造了石墨烯第二代柔性热管理材料，它的基材是布料或纤维肌，质感有点接近纯棉布料，不仅柔软透气，还能剪裁和水洗。也就是说，即使把纤维剪断了，或者市将其放到水中揉搓清洗，丝毫不影响其正常使用，保证了产品的安全性和可靠性。

爱家科技基于对石墨烯特性的认知与探索，实现了石墨烯产品在纺织产业的应用三大技术突破的三大技术突破。

作为一家新型的科技企业，爱家科技能在石墨烯轻应用领域率先突围，打造出具有优越性能的石墨烯智能化产品，基础在于石墨烯技术领域的三大突破：

第一突破，高质量石墨烯水性分散体系。通过独有的专利技术制备石墨烯水性分散液，过程中不添加、不产生任何的有毒有害物质，VOC排放量几乎为零，无毒无害。此外，该分散体系中石墨烯片层的分散性稳定均匀，为石墨烯在复合材料中的良好应用提供了强有力的支持。

第二突破，多维碳填料助力石墨烯分散。通过在石墨烯水性分散液中构建多维的碳材料体系，将一维的碳纳米管和零维的炭黑插入石墨烯片层之间，构建稳定的三维体系，用以限制石墨烯片层的团聚趋势，防止再次石墨化，在具有稳固的力学性能和完整的导电导热网络同时，保证了材料的耐久性和稳定性。

第三突破，远红外线转化率革命性的提升。基于石墨烯的独特二维片层结构，和碳原子的活跃电子的电子迁移率高的属性，在外部电压的作用下，碳原子的自由电子在迁徙过程中，释放能量转化为远红外线;经检测，应用这种三维体系的石墨烯材料在远红外线的转化功率上，比传统的碳系材料能提高30%，在材料上是革命性的提升。

爱家科技董事长陈利军表示，作为石墨烯轻应用的推动者，Aika爱家科技结合大数据与智能化时代的发展之道，构建了石墨烯轻应用的三大产业分支，包括石墨烯智能服饰系列、石墨烯智能护具系列，以及石墨烯地膜项目。

爱家科技之前已展开与波司登、恒源祥、都市牧歌、思凯乐等近百个著名服装品牌的的战略合作。

“我们可以通过360度解决方案全方位支持，助服装品牌向科技化、互联网转型升级。”陈利军介绍，公司可以帮助传统服饰企业在技术培训、产品方案、产品打样、市场营销等六大方面提供支持，针对公司特点定制相符合的产品推广方案。“爱家提供的机车服解决方案、登山服解决方案、能量衣解决方案等，可以具有体系化和针对性的服务于传统服装企业，使其减少成本与宣传压力，从而实现更有效率的制造与生产。”

智能服饰产业的杠杆正偏向掌握科技与技术且能够快速行动的一方，爱家科技在时代的支点上为传统服装企业构架起一道联通未来的桥梁。把握机遇，未来已来。在智能服饰产业的春天，万物透露出希望。

在此技术突破基础上，爱家科技已开发出包括服饰、家纺、护具等产品，如石墨烯智能发热马甲、羽绒服、Black T石墨烯智能发热暖宫、发热护腰、汽车坐垫等相关产品。

“高科技+智能+健康”引领健康风尚

石墨烯是目前已知的最薄也最堅硬的纳米材料，具有超薄、超轻、超柔韧、超高强度、超强导电性、优异的导热和透光性等特性，集透光性好、导热系数高、电子迁移率高、电阻率低、机械强度高等多种优异性能于一身，在电子学、光学、磁学、生物医学、催化、储能和传感器等诸多领域有着广阔而巨大的应用潜能，是主导未来高科技竞争的超级材料，被称为“黑金”“新材料之王”。

由石墨烯做成的功能面料如何快速大范围落地，让更多的人群受益？从爱家科技创立之初，陈利军和科研人员就从未停止过对于这个问题的思考。

为此，爱家科技结合中医穴位理论，将石墨烯纺织物发热材料片安置于人体适宜加热的部位，与远红外光波协同作用，起到人体理疗保健的效果，真正意义上实现了“石墨烯+健康”的产业化和产品化。来自于国内一流的中医专家，包括骨科、消化科、妇科医学专家以及养生专家共同论证了Aika爱家科技石墨烯发热产品的在人体理疗方面的作用及优势。

面向服装企业，爱家科技定制了“石墨烯+智能化+大数据”为一体的健康理疗型石墨烯智能穿戴解决方案。把石墨烯传感形变量传感器和生物电采集传感器应用到服饰中，可以采集人体的心率、血氧等健康数据，并帮助企业更加了解消费者的行为习惯和消费需求，进行更精准的市场决策。如今，爱家科技已经与波司登、恒源祥、思凯乐等服装巨头展开了深度合作。

陈利军介绍，“石墨烯轻应用理念的根本在于惠及大众，而AIHF（艾弗）与特种纤维、导电纤维进行混纺、混织，制备出AIHF-T材料则可以呈现支持360度揉搓，45次以上干水洗测试、10秒快速升温到30至60摄氏度、5V低电压驱动、生物能量光波提升百分之三十的优势，可以满足产品化想法的落地。”

目前，爱家科技以“石墨烯+智能+健康”为理念，开辟了ToC产业化道路，针对人体极易劳损的颈部、腰部与膝盖部位，与专业医学机构、专家联合设计打造有利于人体健康的功能性穿戴产品，如智能发热暖宫、三件套（护颈、护腰、护膝）等产品。预计在未来的3到5年内，Aika爱家科技以石墨烯高科技材料为基础的智能服饰，将在整个服装领域将掀起一轮新的浪潮。

随着科技的不断进步，老百姓对于服饰的认知和穿戴习惯也在慢慢发生变化，更多集“科技、智能、健康、时尚”于一体的智能服饰产品开始登上我们的生活舞台，爱家科技将针对客户的不同用途和不同需求，快速制备石墨烯材料，力争生产出的产品在高端装备、新能源等多个领域得到广泛应用。

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