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石墨烯小教室
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真相丨所謂的石墨烯遠紅外纖維真的那麼神奇嗎?4
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人們知道, 2010年的諾貝爾物理獎頒發給了在英國曼徹斯特大學的兩位科學家—安得列·蓋姆 (Andre Geim) 和 康斯坦丁·諾沃肖羅夫( Konstantin Novoselov), 表彰他們對石墨烯 (Graphene)研究的卓越貢獻。作為碳組成的一種結構, 石墨烯是一種全新的材料, 它不單是其厚度達到前所未有的薄 (是人們發現的第一種由單層原子構成的材料),而且其強度非常高 (其碳原子結構非常穩定)。同時, 它也具世界上最小的電阻率,導電性是銅的一百萬倍。在導熱方面, 更是超越了目前已知的其它所有材料。石墨烯近乎完全透明並柔軟,但其原子排列之緊密,連具有最小分子結構的氦都無法穿透它, 現已被稱為是21世紀最為顛覆的材料。
近年來,石墨烯及其衍生物在生物醫學, 包括生物元件, 生物檢測, 疾病診斷,腫瘤治療, 生物成象和藥物輸送系統被各種研究, 使其成為納米生物醫學領域的熱點。 石墨烯還具有諸多引人矚目的光學屬性。IBM 的研究人員已發現, 石墨烯能吸收和輻射高達 40% 的遠紅外線。人體也是一個天然的紅外線輻射源,其輻射頻帶很寬,無論膚色如何,活體皮膚的發射率為 98%,其中 3-50 微米波段的遠紅外線的輻射約占人體輻射量的 46%。人體同時又是良好的遠紅外線吸收體,其吸收波段以 3-15 微米為主,剛好是在遠紅外線的作用波段。人體遠紅外線的吸收機制是通過人體組織的細胞分子中的碳-碳鍵、碳-氫鍵、氧-氫鍵等的伸縮振動,其諧振波大部分在 3-15 微米,和遠紅外線的波長和振幅相同,引起共振共鳴。石墨烯加熱發射的 6-14 微米遠紅外光波,能有激活身體細胞核酸蛋白質等生物分子等功能。 
遠紅外纖維?
遠紅外線纖維素材利用吸收自然界的光、熱或吸收、反射人體釋放出來的輻射熱,並轉換放出波長 8-14 微米的遠紅外線,此遠紅外線生育光波能滲透入人體內部,與人體水分子產生共振的狀態,可使皮膚及皮下組織產生熱反應和微血管擴張,對人體具蓄熱保溫特性。遠紅外線纖維發展已多年,傳統生產上使用陶瓷作為高效能之遠紅外線材料,是眾所皆知而且被廣泛使用,卻有其缺點,因而迫使遠紅外線纖維一直未能廣泛被應用。
a. 以陶瓷為材料添加所生產之纖維,非常容易磨損織針與機台絲導等設備,造成生產之織廠敬而畏之。
b. 纖維顏色偏黃,影響布料淺色系列染色設計。
c. 由於陶瓷粉末粒徑關係,不易生產纖維細度 dpf < 1 之產品,更不易搭配吸濕排汗或中空纖維等機能性斷面。
市場上已經有了突破的遠紅外線纖維,部份纖維廠研究了取代一般陶瓷材料之複合性遠紅外線材料,並搭配納米研磨技術,成功的解決傳統所遇到之問題。以 Magic-O2 纖維產品為例,使用符合美國 FDA 認可之材料,生產出纖維色澤白、不損傷織針及可紡性優良之纖維。當然,對於蓄熱保溫之效果絲毫不減。 
波長 8-14 微米的遠紅外線生育光波能滲透入人體內部,產生共振,產生熱反應和微血管擴張,促進血液循環。
石墨烯遠紅外線纖維有效嗎?
紅外線纖維具蓄熱保溫效果及促進血液循環,有學理可循,但應用於服裝設計開發及機能性紡織品推廣,到目前為止都沒有被證明具備廣告所說的效果。遠紅外線是種低能量的不可見光,它對於各種物質的穿透能力其實是很低的。由物理實驗得知,遠紅外線對於 1mm 的玻璃,其穿透率約為 8%,而單層棉質布料也僅有 5% 的穿透率,所以遠紅外線幾乎不能穿透我們的日常衣著,也無法穿透床單巾被等。所以,坊間使用的遠紅外線治療儀在說明書中會註明:請移除照射部位的遮蔽物。是以如果訴求是遠紅外線紡織品,則需要貼身使用。 遠紅外線紡織品的能量來自於人體,其作用機理為:人體肌膚散發出熱能,能量經紡織品內的原紅外材料吸收後,轉化並釋出遠紅外線,再回補至人體肌膚。不過,如果沒有貼身使用,遠紅外線紡織品仍有可能吸收少量的體熱,而轉化釋放出來的遠紅外線卻會受到阻隔,無法回補到人體。所以,上述兩款遠紅外線紡織品與傳統聚酯紡織品其實改善率並不高。另外,坊間還有使用外接電源加熱的遠紅外線紡織品(如遠紅外線熱敷帶等),雖有明顯的熱感,它的作用原理其實與一般遠紅外線紡織品並無差異,但這類產品若直接緊貼皮膚穿戴,因為溫度控制不易,容易有悶熱搔癢的不適感;而若隔著衣服穿戴,遠紅外線則會被衣物阻隔,人體無法吸收,其熱感僅可當作一般熱敷帶使用,可惜失去了遠紅外線功能。更甚者是有些廠商由於對遠紅外線的基本物理性質不求甚解,而將遠紅外線能穿透衣物的錯誤觀念傳達給消費者,使得民眾誤將衣服被加熱的熱感當作遠紅外線的作用,付出高價代價卻毫無功效才是必須加以導正的。 這樣說下來,再來討論石墨烯遠紅外纖維就沒有太大意義了,因為市面上類似產品的設計根本就沒有符合這種功能要求。所以,石墨烯不該被拿來消遣。當然,我們也希望相關廠商不要再訴求該纖維具有「遠紅外線」功能來誤導消費者,或者最低水平也要提供「升溫、血流量及血流速」的檢測報告,否則還是乖乖說是具備「加溫」功能比較靠譜!

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