石墨烯冬被發熱原理?石墨烯有副作用?有毒嗎?

近年來冬天保暖冬被寢具中,最流行的便是添加了石墨烯材質製作的暖被,石墨烯棉被蓄熱保暖功能真的有效嗎?發熱原理為何?
使用石墨烯材質的寢具商品有沒有什麼副作用?石墨烯有毒嗎?本篇文章將詳細說明:
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石墨烯能發熱的原因?真的有效?
石墨烯冬被能夠蓄熱、有效保暖的原因為,人體會散發體溫,石墨烯材質在吸收人體的熱能後,藉著遠紅外線放射率強與導熱性快這2項特性,出現以下4個發熱循環,
它可以回收體溫熱能 => 儲存並傳導能量至整張棉被 => 反射出遠紅外線 => 使人體產生共振發熱反應,
並且,這4個階段會不斷循環,因此,石墨烯真的有發熱保暖功效。

以往,導熱性快的材質多半作為涼感散熱用途,然而,使用場景的不同能發揮不同的功效,
在蓋上石墨烯材質製作的冬被後,石墨烯中的碳原子能很快的吸收人體體溫,將溫度擴散至整張棉被,
且散發遠紅外線,人體在接收到遠紅外線後,產生蓄熱效果,比起傳統插電的電暖器來得更安全、省電,效果也更加溫和持久。

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石墨烯冬被蓄熱保暖原理:
以下詳細說明人體體溫、石墨烯材質遠紅外線放射率強與導熱性快,這3個讓石墨烯棉被發揮蓄熱保暖的作用原理:

1. 導熱性強,讓體溫傳導至整張棉被的石墨烯中
石墨烯材質導熱性比金屬強,導熱快就是能很快的把熱能傳導開,
因此,在蓋上石墨烯材質製作的棉被沒多久,人體體溫所產生的熱能在短短幾分鐘內,就會傳導到棉被中的石墨烯中,並快速傳導至整張棉被。
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2. 遠紅外線放射率高,與人體反應產生熱能
石墨烯的遠紅外線放射率為97%(遠紅外線放射率理論值最高為100%,政府法規規定80%以上才能稱為合格的遠紅外線商品),

冬被中的石墨烯回收了體溫的能量後,會開始散發遠紅外線,

遠紅外線的波長(5~1,000µm)與人體細胞自然散發發的遠紅外線波長有一樣重疊的波段(8~15µm),
同樣的波長頻率會引起共振,因此人體中水分子會共振摩擦,產生熱能,

此共振效應與我們國中做過的一個實驗原理相同,就是音叉的共振效應。

3. 產生的熱能,迅速擴散至整張棉被,不斷循環
石墨烯與人體共振產生的熱能,再次因石墨烯的導熱性,擴散到整張棉被,讓溫暖的反應循環產生。
除此之外,遠紅外線與人體產生的共振效應能讓體內的水分子變小,擴張血管,加速血液流動速度,促進末梢血液循環。

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石墨烯對人體有害嗎?使用了有副作用嗎?有毒嗎?
石墨烯與石墨(鉛筆芯)、活性碳、及鑽石為近親,皆為碳原子所組成,
使用上是無害的,不具有毒性,對人體也沒有副作用。

對於使用石墨烯製作紡織品布料的安全,台灣國家實驗研究院中的實驗研究院奈米中心(NARLabs Nano Center)與工業技術研究院(ITRI)皆指出,
石墨烯材質可以很穩定的嵌入進紡織品的紗線中,分子結構編織在纖維裡,不容易被破壞或洗滌脫落,可安心使用。

美國國家職業安全衛生研究所(NIOSH)針對石墨烯作為物體塗層用途特別指出,
若經長期風吹日曬可能會剝落,又因石墨烯為奈米級細微材質,應注意避免吸入呼吸道或肺部。
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