中國科學院院士劉忠范認為,在目前研發的基礎上,未來石墨烯產業將在三個領域大有可為。第一種是類似碳纖維的石墨烯材料,將廣泛應用于航空航天等高端裝備制造業;第二種是類似于塑料的石墨烯材料,將廣泛應用于人們的日常生活中,甚至可能在未來成為像塑料一樣普遍的材料;第三種是類似硅材料的石墨烯材料,將廣泛應用于集成電路領域,有望大大加速集成電路產業的發展,進而推進整個信息產業的再次產業革命。在智能家居市場模糊不清的當下,石墨烯材料或是新機遇。
智能家居的市場現狀
國際管理咨詢公司科爾尼最新發布的報告顯示,到2020年,全球智能家居的整體規模將由目前的100億美元增長至500億美元,并有望在2030年激增至4000億美元。中國或將在2020年前成為亞洲最大的智能家居市場。
石墨烯開啟智能家居的四大應用領域
石墨烯發熱墻紙
石墨烯可以把取暖器做到只有0.5cm厚的墻紙中,將傳統笨重的機身變成簡約、新穎的家飾。它的工作原理是先利用化學氣相沉積法制備石墨烯薄膜,然后利用滾壓或者加壓的方法實現石墨烯膜到PVC、PET等材料的轉移,最后加上電極制備成石墨烯加熱膜。主要是通過石墨烯薄膜形成均勻的電阻層,在220V電壓的加熱下,實現薄膜的加熱,石墨烯膜主要通過釋放遠紅外線,實現對空間的加熱。
石墨烯發熱墻紙主要有三層材料組合而成,其分別是:保溫層、發熱膜、墻紙,同時外置智能溫控設備,可實現APP遠程遙控。
石墨烯本身獨特的制熱原理以及革命性的超薄機身使得它和傳統取暖器材相比優勢明顯。安全阻燃、高效節能、時尚簡約、健康理療、耐熱防潮、智能便捷。
綠色建筑:石墨烯智能窗
國務院在“十二五規劃””中,提出要大力推進節能減排,發展綠色建筑。建筑節能行動滯后、能耗高、污染重成為制約我國經濟可持續發展的突出問題。我國建筑能耗占總體能耗的35%,中國建筑外墻熱損失是北美同類建筑的3~5倍,窗的熱損失在2倍以上;建筑能耗的70%通過門窗流失,其中1/3通過玻璃流失。
擁有高靈敏度和超低功率消耗特點的石墨烯成為綠色建筑中不可或缺的材料。智能窗能夠實現透光的按需調節,構建節能、舒適、人性化的工作和生活環境,與傳統的窗戶相比優點顯而易見。
石墨烯智能窗的優勢
1.具有獨特的透光與保溫功能:夏季可動態調節太陽光透過率,對透過的光和熱量進行控制,有效降低室內溫度;冬季可恢復光線與熱量的透過能力,阻斷室內熱量散失;
2.與現有建筑門窗相比,綜合節能效果提高30%以上,可以有效克服現有Low-E鍍膜只能降低輻射而無恢復光照功能的單一缺陷;
3.可根據用戶需求改變玻璃的顏色與色度,提高環境的舒適性;
4.可與傳感器相結合實現自動調節,讓用戶體驗與節能效果達到最優化。
石墨烯吸附劑
現在的裝修,很多產品都會含有甲醛,廠家所宣傳的不含甲醛基本上不可能達到的,裝修后除甲醛,石墨烯噴劑和石墨烯炭包都能夠很好的滿足這個需求。
凝聚態物理學術報告中關于石墨烯的一段對話可以概括石墨烯的吸附屬性:石墨烯吸附VA、VIA、VIIA族的典型原子兄弟組合而成,三個原子兄弟恩愛有加,從而促成了石墨烯的整體構造。從而對甲醛有著很好的相融吸附效果。對于家庭去除甲醛有害物質有很好的效果,而且其磁性來源于吸附原子與石墨烯襯底的相互作用,而O吸附體系沒有磁性,這一系列情況能夠更好地證明石墨烯極強的吸附能力。
1.全方位由穩定元素制作而成的石墨烯炭包和石墨烯噴劑,吸附范圍是遠遠優于普通炭包和普通去甲醛噴劑的;
2.吸附力強石墨烯本身的強有力的吸附能力,吸附率能達到70%;
3.持續時間更長久。其次石墨烯由于自身的分子結構特點,韌性更強,使用時間更持久,不會受外物的影響從而改變內部結構
石墨烯涂料
石墨烯涂料應該是發展較為成熟的一項技術,通過添加高品質石墨烯來解決涂膜堅韌性、附著性的問題。要知道石墨烯的強大之處就在于它的薄度與硬度,一張保鮮膜厚度的石墨烯材料,哪怕一只大象踩在鉛筆上產生的壓強都無法將它刺破。
1.更環保。石墨烯礦物涂料含有更少的有害雜質和人工合成的化學物質,不會向環境中釋放甲醛,苯等污染物,并且還能吸收空氣中的二氧化碳
2.快速入住。普通涂料在施工后的干燥時間較長,所需裝修工期較長,大部分涂料在涂刷后都需要進行長時間通風,石墨烯礦物涂料在施工過程中具備快速干燥特性,兩次粉刷之間間隔短,而且直接免底漆粉刷有效縮短了施工時間。
3.更牢固。石墨烯在涂膜中形成一層高附著力、高韌性的納米層,牢牢將涂料鎖在涂刷基質上,避免了普通礦物涂料附著力弱的問題,即便在陽臺甚至戶外等強紫外線、大溫差的地方也能保持超高的穩定性和抗褪色能力。不會因為老化分解,造成漆面褪色,變色,開裂和剝落等現象和二次污染;
4.石墨烯網還具有保溫隔熱反射紅外線吸收紫外線的特點,能夠讓室內溫度更加恒定舒適,減少了空調的工作時間兼具節能減排的效果;
5.石墨烯礦物涂料特有的電磁屏蔽涂料,可有效濾除電磁波對儀器設備的干擾。
展望未來
據中國石墨烯產業技術創新戰略聯盟預測,全球石墨烯應用市場將在2018年形成產業爆發點,2020年將成長至1000億元的規模;隨著“中國制造2025”國家戰略的出臺,石墨烯扶持力度加碼,國家、地方政府、產業聯盟通過多種手段支持石墨烯產業發展,總體上,前期世界各國的支持政策主要集中在石墨烯基礎研究。
石墨烯作為一個技術的轉折點,或許在不久的將來,將推動智能家居在家居領域掀起一場革命!面對石墨烯如此不可限量的未來,有前瞻性的企業和個人都不會視而不見,已經有企業先發制人,收購或者建造智能家居和石墨烯新材料的產業鏈完成技術并購。