Graphene madras stof er et innovativt produkt, der anvender grafenmaterialer til tekstilområdet. Dens elektriske ledningsevne og termiske ledningsevne er nøgleindikatorer til at måle dens funktionalitet. Hvorvidt disse egenskaber effektivt kan bibeholdes i stoffet, afhænger dog af designet, forarbejdningsteknologien og den endelige anvendelse af materialet. Det følgende er en detaljeret analyse fra fire aspekter: tekniske principper, procesteknologi, indflydelsesfaktorer og faktisk ydeevne:
Grafen har ekstrem høj elektrisk ledningsevne, og de frie elektroner i dens enkeltlagsstruktur kan bevæge sig hurtigt, hvilket gør det til et fremragende ledende materiale. I teorien kan grafen danne en effektiv elektronbane.
Den termiske ledningsevne af grafen er så høj som 2000~5000 W/(m·K), hvilket er meget højere end traditionelle termiske ledende materialer såsom kobber og aluminium. Dens todimensionelle plane struktur kan effektivt overføre varme, hvilket gør, at den fungerer godt i termiske styringsapplikationer.
Grafen er normalt inkorporeret i tekstilmaterialer i form af belægninger, nanofiberkompositter eller blandinger. Valget af sammensat proces påvirker direkte fordelingen og ydeevnen af grafen:
Ved at belægge overfladen af stoffet med grafenopslæmning kan høj ledningsevne bevares, men belægningens ensartethed og vedhæftning er nøglen. Nanopartikler af grafen er inkorporeret i fibermaterialer for at forbedre termisk ledningsevne, men den ledende vej kan være begrænset af ujævn spredning.
For at bevare stoffets blødhed og åndbarhed er mængden af anvendt grafen normalt begrænset. Hvis indholdet er for lavt, er dets elektriske og termiske ledningsevne muligvis ikke indlysende.
Madrasstoffer af grafen kan antage et flerlagsdesign, hvor det indre lag optimerer termisk ledningsevne, og det ydre lag forbedrer komforten. Denne struktur kan svække noget elektrisk ledningsevne, men termisk ledningsevne kan bevares gennem rimeligt design.
I madrasstoffer bruges grafens ledningsevne ofte til antistatiske og elektromagnetiske afskærmningsfunktioner. Men fordi tekstiler skal forblive bløde og elastiske, kan grafens ledningsevne være begrænset af følgende faktorer:
Hvorvidt fordelingen af grafenpartikler i fiberen er kontinuerlig, bestemmer direkte stoffets samlede ledningsevne. Belægnings- eller blandingsprocesser kan reducere ledningsevnen på grund af dårlig kontakt med partikler.
Den termiske ledningsevne af grafen i madrasstoffer kan bedre udnyttes til at regulere sovetemperatur og varmeafledning:
Grafen kan hurtigt absorbere og lede varme, der udsendes af den menneskelige krop, undgå lokal overophedning og forbedre sovekomforten. I faktiske test viser madrasstoffer, der indeholder grafen, normalt lavere termisk modstand og højere varmeledningsevne, især i højtemperaturmiljøer, hvilket kan forbedre varmeafledningseffekten betydeligt.
Forskellen i termisk ledningsevne og resistivitet af forskellige tekstilfibre (såsom bomuld og polyester) vil påvirke overførselseffekten af grafenydeevne.
Ensartetheden af grafen-spredning i fibre eller stoffer er nøglen til at bestemme dens elektriske og termiske ledningsevne. Hvis fordelingen er ujævn, vil den termiske vej blive blokeret.
Tykkelsen af grafenbelægningen har en direkte indflydelse på den elektriske og termiske ledningsevne. For tynd kan reducere ydeevnen, mens for tyk kan få stoffet til at føles stift.
Fugtighed, temperatur og ydre tryk kan påvirke den elektriske og termiske ledningsevne af grafen. For eksempel kan et miljø med høj luftfugtighed øge overflademodstanden og reducere den elektriske ledningsevne.
Ledningsevnen i grafenstoffer kan effektivt neutralisere menneskelig statisk elektricitet, især i tørre årstider eller miljøer, hvor elektroniske enheder ofte bruges. Denne forestilling er særlig fremtrædende.
Forbrugere rapporterer generelt, at grafenmadrasstoffer kan give en varm vinter og kølig sommersøvnoplevelse. Denne effekt skyldes hovedsageligt den hurtige varmeledningsevne af grafen.
Selvom de spor negative ioner og langt infrarøde stråler frigivet af grafen ikke har noget direkte forhold til ledningsevne, kan deres omfattende ydeevne have potentielle fordele for at forbedre blodcirkulationen og forbedre søvnkvaliteten.
Graphene madras stof har fremragende termisk ledningsevne og kan effektivt opnå temperaturregulering og varmeoverførsel; med hensyn til elektrisk ledningsevne afhænger dens ydeevne af grafenens behandlingsteknologi og distributionsensartethed. Ved selve påføringen af madrasstoffer bruges grafens ledningsevne normalt til antistatisk og elektromagnetisk afskærmning, mens den termiske ledningsevne spiller en væsentlig rolle for at forbedre sovemiljøet. I fremtiden kan ydeevnen af grafen i madrasstoffer forbedres yderligere ved at optimere materialedesign og procesteknologi.
中文简体
