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深圳-郑振才

自从 2004 年英国曼彻斯特大学的安德烈•海姆和康斯坦丁•诺沃肖洛夫等以 石墨为原料，利用微机械剥离法成功制得单片层石墨烯以来，具有优良电学、 光学、热学和力学性能的石墨烯材料逐渐成为众多学科领域科研人员关注的焦 点。

石墨烯具有理想的力学性能、导热性能、阻隔性能和理想的电子迁移率等 特点；氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，具有活性基团和水溶性，所以其反应活

性更强，在某些特殊条件下应用比石墨烯更加便捷；两者依靠其突出特性在石 墨烯纤维、石墨烯功能整理等纺织领域具有广泛的前景。石墨烯功能纺织品的 优异特性主要体现在抗菌、防螨，抗静电、抗紫外线、导热，远红外保健等方 面。经过石墨烯整理剂处理的纤维和面料可以广泛地应用于运动服、外衣、内 衣、床上用品和保健医疗用品等。

科技资料介绍石墨烯功能纺织材料具有 以下特点：

1. 低温远红外高发射率

石墨烯整理功能纤维面料具备良好的远红外生物功能和强大的低温远红外 效应，在 5-14μm 的波长远红外发射率达 88%以上。

石墨烯整理功能面料还具备良好的远红外保温功能：传统服装的保暖作用 是通过阻止人体的热量向外散失而实现的，如棉絮、羽绒等，而石墨烯远红外 织物除上述作用外，还可以吸收外界的能量（如太阳能、人体向外散发的能量） 并储存起来，再向人体反馈，从而使人体有温热感，提高人的体感温度。

2、导电和抗静电功能

石墨烯具有优良的导电性，将石墨烯整理到织物表面，可以在织物表面形 成导电层，起到抗静电或者导电的作用。有关专家将制备的纳米石墨烯用湿涂层的方法涂覆在棉织物上，石墨烯在棉织物表面均匀分布并且通过氢键与棉纤 维相互作用，其热稳定性和力学性能也明显提高，拉伸应力和杨氏模量分别提 高了 58.9%和 64.1%，而且其导电性能很强。还有专家采用环保型干法涂料成功 地制备了大尺寸、功能性石墨烯基真丝织物；将高浓度氧化石墨烯溶胶直接涂 在丝织物上然后用抗坏血酸还原，还原氧化石墨烯均匀地沉积在织物表面，同 时赋予织物优良的阻燃性能和高导电性。

3、抗菌防螨功能

石墨烯对细胞有较强的细胞毒性，其可以直接接触细菌的细胞膜并使其分 解。 Krishnamoorthy 等利用氧化石墨烯纳米结构涂覆在棉织物表面进行整理， 并对其进行检测，结果表明，改性后的织物具有更高的热稳定性，而且对革兰 氏阳性菌有较大的毒性。樊春海等专家采用吸附法、辐射交联法和化学交联法 等 3 种方法将氧化石墨烯应用到棉织物上，试验表明，这些织物具有很强的抗 菌性能，能杀死 98%的细菌，并且耐洗性好。还有专家介绍经过石墨烯整理剂 处理过的面料还有优良的防螨效果，能有效的防止螨虫孳生，保持织物的清洁

卫生。

4、抗紫外线功能

抗紫外线有两种方法：吸收紫外线或者反射紫外线。石墨烯可以吸收一定 的紫外线，可在纺织品整理中作为紫外线吸收剂使用。胡希丽等以石墨烯纳米 片作为紫外线吸收剂，水溶性聚氨酯为黏合剂，对棉织物进行涂层整理，发现 处理后棉织物的 UPF 值达到 356.74，是未处理织物的 10 倍。田明伟等通过静 电层层自组装的方式使氧化石墨烯和壳聚糖的复合物对棉纤维进行处理，处理 后的棉织物具有优良的耐洗性能，并且其 UPF 值高达 452。

5、导热功能

石墨烯具有理想的导热性能，导热过程主要是其晶格振动引起的。将石墨 烯与电子应用相结合，可以起到很好的保暖作用。Abbas 等将石墨烯、碳纳米 管、细的氮化硼颗粒分别结合树脂应用到棉织物上，石墨烯整理的织物导热性 能最好，相对于纯棉布，其导热性能提升了 8 倍多。Gunasekera 等将棉织物反 复浸渍、烘干，至氧化石墨烯分散液被完全吸收，然后还原棉织物上的氧化石 墨烯，制备出石墨烯涂层织物，整理后的织物相比于未整理织物的导热性能提 升了 55%

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