淺談石墨烯技術在發熱墻紙中的應用

張利濤

成都石墨烯應用產業技術研究院有限公司，中國·四川 成都 611100

1 引言

在室內裝修工程的施工過程中，墻紙是一種必不可少的裝修材料。但是，在人們長期的觀念中，墻紙就只是一種裝飾性材料，并沒有挖掘其他方面的功能。如果能夠讓墻紙發熱，那么除了裝飾性作用之外，也就使墻紙多了一種實用功能。而將石墨烯技術應用到墻紙當中，在實現墻紙發熱方面有著較高的可行性。但如何將石墨烯材料進行合理的應用，強化墻紙的發熱供暖效果，是一個值得思考的問題。

2 石墨烯技術的相關概述

目前，石墨烯技術已經成為被大家所熟知的一種高科技技術。石墨烯是一種以碳原子結構為主的物體，經化學方式分離后可以形成蜂窩狀平面薄膜。石墨烯材料最初由英國曼徹斯特大學科學家安德烈·蓋姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫發現。近幾年來，石墨烯技術的發展速度非常快，目前已經在手機屏膜、薄膜電池等智能設備領域中有著廣泛的應用。將其應用到發熱墻紙中，在鋰電池發電原理下，只需要3～5V的電壓，就可以產生50℃的高溫。

3 石墨烯技術在發熱墻紙中的應用優勢

3.1 安全性高

石墨烯技術在發熱墻紙中的應用，安全系數非常高。將石墨烯材料置入墻紙內部，并將墻紙表面溫度控制在55℃以下，既可以通過發熱為人們提供一個相對溫暖、舒適的室內空間，又可以防止溫度過高而對人體的身體健康產生不良影響。另外，在石墨烯發熱墻紙的應用過程中，保溫板又以最高級的B1耐燃性材料為主，可以最大限度的保證墻體的高溫阻燃效果。既可以滿足我國室內設計的取暖需求，又可以保證使用的安全性與可靠性。

3.2 節能環保

石墨烯材料本身就是一種高能環保材料，導熱性能非常高，可以在1min內發熱和導熱，制熱效率非常高，并對電能進行節約。與傳統的取暖材料相比，石墨烯材料的應用可以保證99.5%電能的轉化，可以有效避免能量浪費的現象。與傳統的空調取暖方式相比，石墨烯技術的應用可以實現2/3能量的節約。另外，石墨烯材料的厚度非常薄，將其應用到墻紙中，可以形成一種無縫粘合墻紙。將其應用到室內裝修過程中，可以直接結合室內裝修的實際需求和室內結構的特點，設計出各種精美的花紋與紋理[1]。

3.3 耐熱性與防潮性好

將石墨烯技術應用到發熱墻紙中，可以保證墻紙具備較強的耐熱性，即便是處于90℃以上的高溫環境中，也不會發生變形。另外，在雨水季節，部分地區的空氣濕度較大。而石墨烯發熱墻紙的應用則可以將室內的水分快速吸干，避免室內衣物受潮嚴重，避免免疫力較弱的人群因為環境過于潮濕而出現濕疹。

3.4 時尚新潮

一直以來，墻紙本身就是室內環境的裝飾品。將石墨烯技術應用到發熱墻紙中并不影響發熱墻紙這一功能的發揮。即石墨烯發熱墻紙不僅具備一定的實用功能，滿足室內的取暖需求，還可以通過各種不同的花色與紋理，增強整個室內空間大裝飾效果，突出室內空間的設計風格。

與傳統的地暖取暖方式的高成本、電熱油汀造型不夠美觀、小太陽取暖方式的安全隱患相比，將石墨烯技術應用到發熱墻紙中，可以為人們創造一個相對時尚、新潮、簡約的室內空間效果，進而滿足現代人對于品質生活、綠色生活的追求。

3.5 健康理療

石墨烯材料的構造相對特殊，且以輻射式散熱方式的發熱，不會產生任何噪音。所以，石墨烯發熱墻紙的應用，既可以為人們提供一個相對溫暖的室內空間，也不會讓人們遭受噪音問題的困擾。而且，石墨烯材料還可以輻射出8μm～15μm的遠紅外光波。這種遠紅外光波與人體輻射的遠紅外光波非常接近，有著“生命光波”的美稱，可以對人體的細胞活性進行強化，加快人體的新陳代謝，發揮紅外保健以及健康理療的作用[2]。

4 石墨烯技術在發熱墻紙中的應用措施

4.1 對石墨烯材料的化學性能進行充分的發揮

石墨烯是一種近幾年來才被發現的納米材料，不僅厚度非常薄，還具有較強的使用強度和導電導熱性能。目前，石墨烯材料在移動設備、航天軍工、新能源電池以及建筑施工領域中應用非常廣泛。與傳統的發熱材料相比，石墨烯材料制熱速度非?？欤瑢嵝阅芊浅８?。將其應用到發熱墻體中，需要對石墨烯的化學性能進行充分的研究與發揮。例如，在傳統的室內墻體設計中，普遍存在著空間占用大、能源消耗大、對周圍環境影響大等問題，且存在著不同程度的安全隱患。將石墨烯的發熱性能發揮出來，則可以有效解決以上問題。與此同時，石墨烯材料的使用壽命在10年以上，將其應用到發熱墻體中，有著非常突出的優勢。

4.2 優化石墨烯發熱墻紙的設計與生產技術

分析傳統的墻紙生產工藝，主要涉及壓花墻紙、覆膜墻紙以及涂布墻紙等形式，分別運用了不同的生產工藝。漂白化學木漿生產原紙是最主要的工業生產原料，然后根據實際需求對其進行表面覆膜或者涂布等處理。之后再根據室內裝修的設計需求進行裁剪，并包裝出廠。石墨烯發熱墻紙的生產，也需要經過這一系列的生產工藝，且最終成品的強度與韌度值更具優勢，抗水效果更好。

目前，針對石墨烯發熱墻紙的設計也多種多樣。需要在正確把握石墨烯發熱原理的基礎上展開設計。例如，石墨烯發熱墻紙的熱能主要集中在墻壁上，所以在設計過程中需要思考如何才能夠保證整個房間內熱量發散的均勻性與集中性。另外，石墨烯發熱墻紙的應用還存在發生火災事故的可能性。對此，設計人員也需要做好相應的防火設計[3]。

4.3 加大石墨烯技術與墻體結合工藝的研究力度

要想將石墨烯技術更好的應用到發熱墻紙中，還需要加大石墨烯技術與墻體結合工藝的研究力度。首先，將取暖器置入0.5m厚的墻體中，是現階段最先進的石墨烯發熱墻紙應用工藝，可以突出家用裝飾的簡約效果和新穎效果。其次，部分設計企業將石墨烯發熱墻紙設計成傳統空調體積的1/3大小，但其發揮的取暖效果明顯優于地暖。再次，目前石墨烯發熱墻紙主要有三種材料：第一種是保溫層，第二種是發熱膜，第三種是墻紙。在應用石墨烯發熱墻紙的過程中，再增加外置的智能溫控設備，就可以直接通過APP對設備進行遠程遙控。最后，石墨烯材料的重量非常輕，所以不會產生明顯的磨損限制。在石墨烯加熱墻紙上安裝LED燈光系統，還可以提升整個室內環境的溫馨度與趣味度[4]。

5 結語

綜上所述，將石墨烯技術應用到發熱墻紙中，不僅提高了墻紙的裝飾性作用，還使其具有了一定的實用性功能。但是，要想充分發揮出石墨烯技術的應用效果，促進墻紙領域的進一步發展與進步，還必須對石墨烯材料的化學性能進行充分的發揮、優化石墨烯發熱墻紙的設計與生產技術、加大石墨烯技術與墻體結合工藝的研究力度。