本期文章就说说“伪科学”石墨烯取暖器的优缺点,什么是石墨烯咱们暂且不提,就先说说这个所谓的“石墨烯取暖器”的优缺点。
石墨烯取暖器的优点石墨烯可不是一般的材料,它有一个贼拉厉害的特性,那就是“导热性能”好,可能直接说好,很多人也感受不到。那我们做个比较吧,假设普通金属的导热性能是“1”,那么石墨烯材质制成的“取暖器”导热性能就可以达到“50”,甚至是“100”的程度,也就是说从导热性能上讲,石墨烯取暖器的导热性能要比普通取暖器好100倍。按照现在室内供暖的设施来看,如果取暖器的导热性能较好,那是有助于节约热能、提升效能的,而这也是石墨烯取暖器的最大卖点。
而且这些制造商还赋予了“石墨烯取暖器”一些其他功能,比如结构创新、两档调节等等,总之石墨烯取暖器的各方面性能都要比“传统取暖器”强,而且是非常强。
石墨烯取暖器的缺点按照这些制造商的说法,石墨烯可是世界上所有国家最受关注的一种材料之一,这是普通玩意么?这可是高科技,可是世界顶级的科学实验室在研究的东西,那肯定价值不菲啊。
所以,石墨烯取暖器最大的缺点就是一个字“贵”,比普通取暖器贵,而且贵很多。至于我为什么这么说,后面的文章我会说到。至于贵在哪,为什么贵,看完就见分晓。
石墨烯的来龙去脉说起石墨烯,不得不提一下石墨,像铅笔、墨汁、黑漆、油墨、人造金刚石等,都需要用到石墨,而石墨烯就是从石墨中用了特殊的方法提炼出来的,它属于“二维碳材料”。
之所以加双引号,这里提示一下, 咱们现在的世界是三维世界,而这个石墨烯材料却是“二维碳材料“,猫腻就在这了。
石墨烯(Graphene)是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料 。
既然提到了石墨烯取暖器,那咱们就只关注它的“导热性能”,目前市场上公认的导热性能最好的材料就是银,但银太贵了,大多采用铜制的导热部件。铜的导热率是401W/mK(如上图),而石墨烯的导热率是5300W/mK,这相差了10倍不止。如果取暖器采用的导热金属是普通材料,导热性能相差100倍以上也是有可能的。也就是说“真正的石墨烯取暖器”的确是比传统取暖器好。
但这些取暖器的制造厂家,真的有能力制造石墨烯,并且把石墨烯应用在取暖器领域么?
石墨烯是如何被制造的
石墨烯实际上是从石墨中提取出来的,石墨烯可以理解为”石墨薄片”,是2004年由英国的两位科学家(曼彻斯特大学的 Andre Geim 和 Konstantin Novoselov )发现的。他们先是用一种方法从石墨中分离出石墨薄片,然后再将薄片的两面贴上特殊的胶带,撕开胶带,然后循环操作,直到胶带上仅存“一层碳原子”,而这层由碳原子构成的薄片就是“石墨烯”,据说他们因为此项发明,还获得了2010年的诺贝尔物理学奖。
随着石墨烯的发现,人们也研究出了很多制备石墨烯的方法。而我国目前的石墨烯应用场景主要集中在“石墨烯有机太阳能电池”方面。
“制备石墨烯”的方法有机械剥离法、氧化还原法、取向附生法、碳化硅外延法、赫默法、化学气相沉积法等等。
但不管是哪一种方法“制备石墨烯”,它的成本都是极其高昂的,而且石墨烯还有单层石墨烯、多层石墨烯之分,多层石墨烯之间的涂层也是很难弄得。
可能这么说有很多朋友感受不到石墨烯的制备有多难。咱们以“取向附生法”为例(如上图),简单的说一下。取向附生法是在高温的环境下制备石墨烯的,先是将“让碳原子在1150℃下渗入钌”,然后冷却到850℃,而之前吸收的碳原子会浮到钌表面,这就形成了完整的“单层石墨烯”。
而这种极端的制造环境,根本不是一般的工厂能够量产的,光是这条生产线的建造就要花费海量的资金。
伪科学“石墨烯取暖器”就是扯淡铺垫的也差不多了,接下来说说“石墨烯取暖器”到底是不是真的。前文中说了石墨烯最初“制备的方法”,那么就意味着石墨烯单晶片的厚度会非常的薄。
有多薄呢?以头发丝为例,单层石墨烯的厚度为为0.35nm,也就是说20多万层的石墨烯厚度才与头发丝相同。
那么问题来了,一般的取暖设备的厚度最少也得以mm为单位,又是怎么把这么薄的石墨烯材料制成“导热材料”的?虽然制备石墨烯技术已经很成熟了。但据我所知,哪怕是用石墨烯材料制造一条内裤,它的成本都不会低于10亿人民币。是的,你没看错,这还是保守估计。
如果用石墨烯材料制造一台石墨烯取暖器,估计价值得超过一百亿人民币以上,试问又有什么样的家庭能够买得起?又有哪家企业会制造这类鸡肋产品?哪怕只有电热板或散热板使用石墨烯材料制成,其成本也是以“万”为单位的,而且还是仅为0.35nm厚度,薄薄的一层。
前文中提到了“石墨烯取暖器”的缺点是“贵”,大致的去网上搜了一下,石墨烯取暖器最少比普通的取暖器贵三倍以上,而这些取暖器有一个极其有意思的地方,标注商品“长尾关键词”时写上了石墨烯,但取暖器的材质上写的却是“碳晶或硅晶”,而专利也只字不提“石墨烯”的事。
前文中提到了“二维碳材料”,也就是说如果将多层石墨烯材料叠加在一起,中间是必须做涂层、隔层的,这个技术也是难以突破的地方,虽然有很多办法解决,但成本高的吓人。要叠加到一定的厚度,那个是要了老命了。
如果不加涂层,那不叫石墨烯,叫石墨。
有一些商家明目张胆的贴出了“专利证书”“,但这个专利证书与石墨烯技术或材料没有任何关系,完全就是噱头。如图一所示,我去咨询了某网店商家,问了一些尖锐的问题,商家都不知道怎么解释。如图二所示,直接将话题引开,说了其他的。
这些所谓的石墨烯取暖器,其本身材质都是铝或铜,或者是其他导热性能较好的材料,而其中所谓内置的碳晶板或硅晶板,与石墨烯完全是两回事。
那些大多数声称自己使用了石墨烯材料或者石墨烯技术的取暖器,除非能够拿出相应的专利,不然就都是骗子。拿出的专利也要注意看,碳晶、硅晶与石墨烯是两回事,差好几个十万八千里呢。
文中贴图乃真实咨询聊天记录,为了不损害商家利益,也就不贴全图了,各位别被“石墨烯取暖器”这种“伪科学产品”骗了就好。借着文章末尾提一句,石墨烯内裤也是骗局,根本没有那么神奇。
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