新型材料|石墨烯助阵鸟巢观礼区温暖如春

◎采访人员华凌
初春的北京气温尚低，刚刚结束的北京冬奥会闭幕式当天最高气温仅4℃ ，且闭幕式是在夜间举行。那么，半开放的国家体育场（鸟巢）是如何保障观礼区温暖舒适的呢？
2020年1月，鸟巢体育场部分观礼区精准加热保障项目启动。冬奥组委及国家体育场相关专家经过一年多的深入调研及比较，亲身体验多种加热方案后，从“安全、高效节能、舒适”三个综合维度考量，最终选定石墨烯柔性热管理技术方案。将世界上最薄、最坚硬、导电导热性能最好的“新材料之王”——石墨烯，首次应用在奥运场馆，让观礼部分区域实现温控管理，形成智能加热管理系统。据介绍，在电热领域，石墨烯表现卓越：其电热转换效率达90%以上。当这种新型材料通电后，能够将电能高效转化为热能，热能又以远红外线形式均匀地辐射出来，可以被人体很好接收。
【新型材料|石墨烯助阵鸟巢观礼区温暖如春】“我们自主研发全球领先工艺的石墨烯纺织物柔性发热材料“艾弗AIHF” ，它是一种纺织物形态、具有卓越发热效能、能量可高效转化的新型材料。其最大亮点是彻底摆脱了对基材的依赖，用石墨烯和碳纳米管分散液做成一块能够发热的‘布’ 。这一新型材料，不仅拥有出色热传导性能，还兼具普通布料的耐水洗、柔软、轻薄舒适和耐用等优点，也就是说，将它反复水洗、揉搓和剪裁，其性能丝毫不会有所衰减。 ”2月20日，中国航发石墨烯材料冬奥专项项目负责人、Aika爱家科技董事长陈利军在接受科技日报采访人员采访时介绍说。
在实际应用中，科研人员在鸟巢体育场部分观礼区的桌子、椅子或沙发的内部，嵌入这种石墨烯柔性发热织物，并且通过控制系统启动和调节其温度，有47℃、37℃、30℃三挡温度可选；在观礼部分区域的地毯里也置入了石墨烯柔性发热织物，发热温度可保持在40℃ ，即使鸟巢环境温度为-5℃ ，地毯表面温度仍可保持在20℃ 。
作为全球先进的体育赛事场馆，鸟巢配备了很多先进的设施，为了确保场馆电力的安全稳定运行，需要对所有用电设施进行科学合理的配电管理，尽可能将总体功耗维持在可控范围内。
陈利军表示：“相关产品性能完全契合这一特殊需求。艾弗极高的电热转换效率，使其仅在24伏低压启动的条件下，就能迅速实现升温和热传导，既不会给电力系统带来额外负担，又能高效完成热保障任务。这一突出优势完全符合鸟巢观礼部分区域精准加热改造项目的特殊需求。据测算，使用这种新型材料改造后的部分鸟巢观礼区的电力总需求，仅占鸟巢整体电力负荷的0.098% 。 ”