最近買了一塊號稱“石墨烯發熱”的眼罩，體驗了一把石墨烯的“魔力”，順便研究了一下石墨烯的一些資料。但稱之為“供暖霸主”可能有點言過其實。科學與科技以及科技與商業之間還是有差異的，石墨烯能不能成供暖行業的“霸主”那還得看經濟性，也就是說成本得足夠低。

下面來詳細來講講我的看法吧：

石墨烯快速簡介

這方面百科也比較多，但百科寫得太晦澀，我這裡通俗化一點。石墨烯是什麼？

實際上石墨烯並不稀罕，它就是石墨（石墨請大家先自行腦補一下）。石墨烯則不過是單層的石墨，反過來說石墨就是緊密堆疊的石墨烯。只要把石墨一層層揭起來就能夠產生石墨烯。雖然石墨和石墨烯的成分是一樣，但它們有非常不同的理化性質。石墨當中的碳層之間是存在著電子的相互連線的，而一旦把這些層分離開來，斷開碳層之間的電子連線，讓這些電子迴歸到碳層上的六邊形碳環上“貌似”形成雙鍵，就成了石墨烯。

上圖：單層石墨的微觀結構（石墨烯也就這個樣子）。

烯通常指含有雙鍵（原子間用兩個電子結合）的碳化合物。但實際上，這樣稱呼石墨烯也是不準確的，這如同稱呼苯環是烯構成的一樣不科學。石墨烯的情況與苯環也類似，因為電子並非像我們看到的分子式那樣是單鍵和雙鍵交替構造，實際上是一個六邊形上的所有電子共同構造成一個均衡的“環”稱為π鍵。總之，石墨烯也是這樣的情況。用烯來稱呼，是一種誤解。石墨烯的發熱特點

石墨烯跟石墨和碳系材料的發熱材料的發熱特點都是類似的，即基本上是以遠紅外的方式輻射光能，只是由於同系不同材質結構的差異會有所變化。石墨烯發出的遠紅外的波長為大約5-12μm，這是碳原子受電流激勵發射出的光波，這個波長很容易被水分子吸收，因此用來給生物體加熱效果會比較“直接”。也就是說，碳系材質發出的熱感覺起來會像是曬太陽，但是你看不到光線，這比傳統的“小太陽”好多了。此外，石墨烯的熱轉化效率要比小太陽高，因為小太陽用的是傳統鎢合金發熱絲。

上圖：石墨烯複合材料的構成，但通常是用於製備導熱材料，而不是發熱材料。

石墨系的發熱材料

但石墨系的系列材料的發熱特徵跟石墨烯差別都不大，市面上比較常見的有兩種：

碳奈米管——把石墨烯捲成奈米管即可。成品是碳奈米管纖維或者碳奈米管粉末，嵌到其它材質裡面形成一種發熱複合材料。

碳晶——是改性提純碳素顆粒製成，以短絲碳纖維改性後進行物理球磨處理，製成微晶顆粒後，再加入遠紅外發射劑，一般經過一到兩次封裝壓合以特殊工藝合成製作成加熱元件。

但個人懷疑市面上的大多數石墨烯發熱材料、碳奈米管發熱材料或者一些稱為“碳纖維發熱材料”的東西應該都是碳晶複合材料，因為是複合材料，因此很難簡單判斷其成分，發熱效能都差不多的。

上圖：碳素複合材料（碳晶、碳奈米管材料、碳纖維複合材料……）。

但不管是碳奈米管、碳晶還是石墨烯都是跟其它基質混合做成複合發熱材料，只有粒度的差異。它們的發熱特徵都是類似的，差別不大，些微的差別主要在物理結構上。但目前石墨烯的成本大於碳奈米管，更遠遠高於碳晶。因此，商業化用於取暖的更多是碳晶和其它碳複合材料，某些宣稱石墨烯的材料估計並不含石墨烯。

石墨和石墨烯的發射率實際上並不高

石墨類的材質發射率應該都不是很高(發射率)，發射率就是材料實際輻射出的能量與施加在材質上的熱能的比率。看下面的發射率列表，石墨的發射率大概是0.7-0.8，而通常用作PTC發熱期間的陶瓷的發射率則可以達到0.9-0.95，也就是說熱能可以幾乎完全輻射出去。這是所有發熱器件中最高的。石墨烯也達不到，因此商業化的發熱材料實際上是摻入了其它提升發射率的成分的。如果要更好地輻射熱效率，那麼PTC發熱器件恐怕是更優秀一點，但PTC的表面溫度往往較高，可以達到250度的高溫，不適合直接接觸式的加熱，因此常用於暖風機、浴暖機，不適宜做地暖等等。

總結

石墨烯是“黑金”不假，但估計是在其他領域，稱石墨烯為“供暖霸主”似乎有點不切實際言過其實。因為取暖這樣的要求用其它石墨系的製品，比如碳晶來實現可能最為經濟現實。而估計事實上在商業上也是這麼做的，沒人會用高成本去做一個跟低成本材料效果差不多的產品。用碳晶類的材料做電熱地暖是比較理想的選擇，而PTC發熱器件用作風暖裝置也是最佳的選擇。因此並不存在所謂“供暖霸主”。

據研究顯示，在安裝有石墨烯地暖的屋子裡經常吃榴蓮，會因為榴蓮中的硫化物使屋子變冷，甚至人數減少，科學研究更表明榴蓮掉在石墨烯地暖的地板上會髒。

因此愛因斯坦、特斯拉、鋼鐵俠、諸葛亮、魯班、老子等很多名人都不鋪石墨烯地暖，更是根據統計局的權威資料表明，這些沒有鋪石墨烯地暖的人，都能活到科學的年紀。

不貧了，石墨烯市場高自然有他的優勢，簡單說兩句。

01

裝修地暖的話，用石墨烯地暖和水地暖比較，水地暖的安裝要求比石墨烯高，水地暖要求水平度，而石墨烯沒有這方面的要求，而且管子的維修保養都比較的麻煩，石墨烯就好太多了，安裝佔用空間也少。

02

石墨烯地暖和其他電熱膜的地暖比較，因為使用原理不同，石墨烯是遠紅外光，石墨烯分子做布朗運動，產生勢能發熱，而其他的是有電磁輻射的，從環保上面的話更具有優勢。能耗方面也比其他地暖有優勢，根據石墨烯的電學特性，比較其他材料優勢大。

03

石墨烯材料的地暖在各方面都有不錯的優點，如果是你家選擇地暖的話，相較於目前的水平發展，當然是石墨烯地暖更好，更具有推廣優勢了。