愛家科技：當冬奧服裝遇上“黑科技”

段永利

2022北京冬奧會正在如期進行中，和夏季奧運會不同，冬奧會運動場館的溫度最低甚至可以達到零下30多度，為了對抗寒冷的環境，如何讓場館工作人員、頒獎禮儀服裝既能美觀舒適，又能暖意融融成了冬奧會籌備期的一個繞不開的話題。

北京創新愛尚家科技股份有限公司（以下簡稱“愛家科技”）聯合北京石墨烯技術研究院有限公司攜“科技冬奧”重點專項——“低溫環境石墨烯智能發熱產品及熱力保障應用”項目出現在冬奧會會場，源于愛家科技針對冬奧會低溫環境，突破石墨烯柔性織物加熱材料的低溫啟動和運行、快速電熱轉換等關鍵技術，為冬奧雪上工作人員提供石墨烯發熱馬甲、圍巾、手套、襪子等服飾產品，為冬奧會場館的座椅提供加熱設施，以及確保戶外賽場設備的“保暖”。這些產品可實現38℃至52℃溫度調節，滿足低溫環境人員的保暖需求。同時，與傳統電阻絲加熱方式相比，石墨烯柔性織物具有無污染、無排放、加熱效率高、性能穩定、電磁輻射低等優點。

以科技實力為冬奧“護航”

成立于2013年的愛家科技，是以新材料、新科技、新應用為驅動的創新型科技公司，自有品牌Aika，屬國家高新技術企業，與北京石墨烯技術研究院成立石墨烯纖維共建實驗室，專注石墨烯柔性纖維熱管理技術的研發及應用。

石墨烯是目前為止導熱系數最高的材料，在通電的情況下，碳分子團之間相互摩擦、碰撞而產生熱能，熱能又通過遠紅外線以平面方式均勻地輻射出來，可以能很好地被人體接受，產生一種由內而外的溫暖。愛家科技的核心技術之一是織物形態的石墨烯發熱材料AIHF（艾弗）。

怎么才能讓石墨烯“嵌入”紡織物里呢？

為了解決這一技術難題，愛家科技與曼徹斯特大學石墨烯研究院、北京化工大學常州先進材料研究院、新材料與產業技術北京研究院等頂尖機構合作，3年多的時間里，80多人的研發團隊日以繼夜地進行猜想、方案設計、試驗、測試、再修改……2016年下半年，他們迎來了期待已久的“爆發”：愛家科技自主研發的超級材料艾弗（AIHF）問世，拿下數十項核心專利，轟動了整個行業。

以水性三維石墨烯制備方式將石墨烯粉體轉化為水性石墨烯油墨，再將石墨烯油墨與纖維原絲相結合，制出電熱性能優異的石墨烯纖維，最后，將“3維石墨烯復合纖維”“導電纖維”“骨架纖維”3種特種纖維紡織成“布”，得到的就是石墨烯艾弗（AIHF）材料。

整個過程歷經數百道工序，耗費近60天才能制備完成，從粉體材料到液態油墨再到固態織物，是名副其實的黑科技。這種黑科技材料具有卓越發熱性能，兼具柔軟可揉搓性、微孔透氣性、可水洗性、低電壓驅動安全性、釋放寬頻能量健康光波5大屬性，是制備發熱類穿戴服飾及家居產品的理想材料。

在攻克材料的技術難關后，愛家科技隨后應用AIHF設計了在發熱護具、服飾、家居家紡等領域的眾多科技好物，正如其“讓科技溫暖健康生活”的品牌愿景，用科技溫暖更多人。

2020年2月，愛家科技石墨烯智能發熱產品及熱力保障項目入選 “科技冬奧、智慧北京”優秀設計方案。為了保證在室外長時間工作的工作人員不感到寒冷，公司科研人員開發出多種產品，包括圍巾、馬甲、手套、襪子等，滿足各場館、各工作人員的不同需求。

為解決冬奧場館和比賽現場在極低溫環境下轉播設備不能正常工作的難題，愛家科技、北京石墨烯技術研究院與北京國際云轉播科技有限公司攜手配合，采用石墨烯柔性織物電熱材料艾弗，復合國家先進功能纖維中心開發的保溫材料石墨烯改性氣凝膠，并配合石墨烯低溫電池，使云轉播背包內，可以瞬間產生50℃的溫升，以保證云轉播設備在零下20℃的環境中不影響便攜性、輕量化的基礎上可以正常使用。為防止戶外工作人員的手機、對講機、攝像機、照相機等很多工作設備在冬奧戶外賽場不能正常工作，也都可以穿上石墨烯的“外套”。

截至目前，愛家科技以石墨烯新材料為基點，研發出的石墨烯柔性纖維熱管理專業技術解決方案和終端產品，應用于新能源汽車的熱管理系統，軍警低溫環境特種發熱裝備，特種工人低溫環境發熱裝備，2022北京冬奧會低溫環境人員保暖特種發熱裝備，智能健康發熱穿戴系統等領域，公司擁有50多項核心專利，已將自身打造為石墨烯柔性熱管理應用行業專家。

不斷創新是企業的愿景

針對冬奧的應用場景，愛家科技對自身研發功能服裝的要求也越來越高。除了保溫保暖的基礎需求之外，還要做到美觀時尚，賦予服裝更多的外延功能。

針對本次冬奧會需求，專項小組的科研人員專門研發了第二代石墨烯發熱材料。陳利軍介紹說，因石墨烯的第一代材料不透氣，如果做成穿戴類的服裝，會導致汗排不出去，容易造成低溫灼傷。為此，公司為冬奧會專門打造了石墨烯第二代柔性熱管理材料，它的基材是布料或纖維肌，質感有點接近純棉布料，不僅柔軟透氣，還能剪裁和水洗。也就是說，即使把纖維剪斷了，或者市將其放到水中揉搓清洗，絲毫不影響其正常使用，保證了產品的安全性和可靠性。

愛家科技基于對石墨烯特性的認知與探索，實現了石墨烯產品在紡織產業的應用三大技術突破的三大技術突破。

作為一家新型的科技企業，愛家科技能在石墨烯輕應用領域率先突圍，打造出具有優越性能的石墨烯智能化產品，基礎在于石墨烯技術領域的三大突破：

第一突破，高質量石墨烯水性分散體系。通過獨有的專利技術制備石墨烯水性分散液，過程中不添加、不產生任何的有毒有害物質，VOC排放量幾乎為零，無毒無害。此外，該分散體系中石墨烯片層的分散性穩定均勻，為石墨烯在復合材料中的良好應用提供了強有力的支持。

第二突破，多維碳填料助力石墨烯分散。通過在石墨烯水性分散液中構建多維的碳材料體系，將一維的碳納米管和零維的炭黑插入石墨烯片層之間，構建穩定的三維體系，用以限制石墨烯片層的團聚趨勢，防止再次石墨化，在具有穩固的力學性能和完整的導電導熱網絡同時，保證了材料的耐久性和穩定性。

第三突破，遠紅外線轉化率革命性的提升。基于石墨烯的獨特二維片層結構，和碳原子的活躍電子的電子遷移率高的屬性，在外部電壓的作用下，碳原子的自由電子在遷徙過程中，釋放能量轉化為遠紅外線;經檢測，應用這種三維體系的石墨烯材料在遠紅外線的轉化功率上，比傳統的碳系材料能提高30%，在材料上是革命性的提升。

愛家科技董事長陳利軍表示，作為石墨烯輕應用的推動者，Aika愛家科技結合大數據與智能化時代的發展之道，構建了石墨烯輕應用的三大產業分支，包括石墨烯智能服飾系列、石墨烯智能護具系列，以及石墨烯地膜項目。

愛家科技之前已展開與波司登、恒源祥、都市牧歌、思凱樂等近百個著名服裝品牌的的戰略合作。

“我們可以通過360度解決方案全方位支持，助服裝品牌向科技化、互聯網轉型升級。”陳利軍介紹，公司可以幫助傳統服飾企業在技術培訓、產品方案、產品打樣、市場營銷等六大方面提供支持，針對公司特點定制相符合的產品推廣方案。“愛家提供的機車服解決方案、登山服解決方案、能量衣解決方案等，可以具有體系化和針對性的服務于傳統服裝企業，使其減少成本與宣傳壓力，從而實現更有效率的制造與生產。”

智能服飾產業的杠桿正偏向掌握科技與技術且能夠快速行動的一方，愛家科技在時代的支點上為傳統服裝企業構架起一道聯通未來的橋梁。把握機遇，未來已來。在智能服飾產業的春天，萬物透露出希望。

在此技術突破基礎上，愛家科技已開發出包括服飾、家紡、護具等產品，如石墨烯智能發熱馬甲、羽絨服、Black T石墨烯智能發熱暖宮、發熱護腰、汽車坐墊等相關產品。

“高科技+智能+健康”引領健康風尚

石墨烯是目前已知的最薄也最堅硬的納米材料，具有超薄、超輕、超柔韌、超高強度、超強導電性、優異的導熱和透光性等特性，集透光性好、導熱系數高、電子遷移率高、電阻率低、機械強度高等多種優異性能于一身，在電子學、光學、磁學、生物醫學、催化、儲能和傳感器等諸多領域有著廣闊而巨大的應用潛能，是主導未來高科技競爭的超級材料，被稱為“黑金”“新材料之王”。

由石墨烯做成的功能面料如何快速大范圍落地，讓更多的人群受益？從愛家科技創立之初，陳利軍和科研人員就從未停止過對于這個問題的思考。

為此，愛家科技結合中醫穴位理論，將石墨烯紡織物發熱材料片安置于人體適宜加熱的部位，與遠紅外光波協同作用，起到人體理療保健的效果，真正意義上實現了“石墨烯+健康”的產業化和產品化。來自于國內一流的中醫專家，包括骨科、消化科、婦科醫學專家以及養生專家共同論證了Aika愛家科技石墨烯發熱產品的在人體理療方面的作用及優勢。

面向服裝企業，愛家科技定制了“石墨烯+智能化+大數據”為一體的健康理療型石墨烯智能穿戴解決方案。把石墨烯傳感形變量傳感器和生物電采集傳感器應用到服飾中，可以采集人體的心率、血氧等健康數據，并幫助企業更加了解消費者的行為習慣和消費需求，進行更精準的市場決策。如今，愛家科技已經與波司登、恒源祥、思凱樂等服裝巨頭展開了深度合作。

陳利軍介紹，“石墨烯輕應用理念的根本在于惠及大眾，而AIHF（艾弗）與特種纖維、導電纖維進行混紡、混織，制備出AIHF-T材料則可以呈現支持360度揉搓，45次以上干水洗測試、10秒快速升溫到30至60攝氏度、5V低電壓驅動、生物能量光波提升百分之三十的優勢，可以滿足產品化想法的落地。”

目前，愛家科技以“石墨烯+智能+健康”為理念，開辟了ToC產業化道路，針對人體極易勞損的頸部、腰部與膝蓋部位，與專業醫學機構、專家聯合設計打造有利于人體健康的功能性穿戴產品，如智能發熱暖宮、三件套（護頸、護腰、護膝）等產品。預計在未來的3到5年內，Aika愛家科技以石墨烯高科技材料為基礎的智能服飾，將在整個服裝領域將掀起一輪新的浪潮。

隨著科技的不斷進步，老百姓對于服飾的認知和穿戴習慣也在慢慢發生變化，更多集“科技、智能、健康、時尚”于一體的智能服飾產品開始登上我們的生活舞臺，愛家科技將針對客戶的不同用途和不同需求，快速制備石墨烯材料，力爭生產出的產品在高端裝備、新能源等多個領域得到廣泛應用。

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