山野 │ 裝備

淺談石墨烯纖維紡織新科技—石墨烯纖維到底在紅什麼

淺談石墨烯纖維紡織新科技—石墨烯纖維到底在紅什麼
撰文/左承偉.攝影/左承偉 安啾
2023/01/31發表,已被閱讀2,157次

什麼是石墨烯?

講起石墨或許有人知道,這種看起來黑黑的,以及世界上最軟的礦物,然後讓人聯想到鉛筆芯,但加了一個「烯」字呢?相信大家就蠻陌生的!這種到2004年才被英國物理學家安德烈‧海姆和康斯坦丁‧諾沃肖洛夫成功「做」出來的材質,不僅讓他們得到2010年諾貝爾物理學獎,也開創了超導體新時代。

石墨烯的物理化學性質與石墨可說是180度轉變,它的硬度比高碳鋼還強200倍,但柔軟度卻又能贏過橡膠,而且還同時具備高導熱與高導電的特性,可說是種神奇材料,更重要的是它非常地薄,相當適合奈米科技產業。

石墨烯在紡織業的應用

石墨烯的優點使它最常運用在內層衣上

撇開複雜的物理數據與理論,紡織業會看到石墨烯的優點在於目前它已能量產,並且加工於紗線再織造成機能布料。應用在服裝,最主要是它的導熱功能,也就是將自體體溫快速傳導到衣物保暖層。這是因為它具備釋放4~14um 波長的遠紅外線,所以穿起來會快速感到暖意。而4~14um 波長的遠紅外線不僅會被人體吸收,還同時讓身體內的水分子產生共振,提升微血管壁擴張、加速血液循環,讓人體生理機能更為活絡。

超高導電度的石墨烯,加工於機能布料後,可在乾燥的冬季中大量且快速釋放身體因活動所累積的電荷,於是不容易出現被靜電電到,或其他靜電可能發生的危險。

據國外研究,石墨烯有天然抑菌效果,對各種常見細菌的抑制率達90%左右,相較傳統添加殺菌劑,石墨烯對人體細胞不會產生傷害,適合應用於與人體皮膚直接接觸的服飾,而利用物理方式摻入纖維,也不會因時常洗滌而減退抑菌效果。抑制細菌後,衣物自然不會因細菌對皮脂與汗水的作用而產生異味,間接達到消臭效果。

由於石墨烯原料是奈米級厚度,很適合抽紗時加入衣物纖維,其高硬度的特性使它不易磨損,良好的彈性同時讓它不會因衣物被凹折、搓揉、拉伸等動作所消耗,這些機能都提升它的耐用性,所以應用在透濕排汗布料上,完全不會影響原本的機能,甚至加強布料更多機能性。正因為石墨烯是透明的,加上非常薄,所以不會影響布料原本的質感、厚薄、顏色,所以不論是運動化衣著,還是帶有流行款式都能使用,這大大提升石墨烯應用在服裝織品的廣度。

由於加工容易加上彈性良好,所以石墨烯纖維布料非常適合當作戶外運動的織品材質。

石墨烯蓄熱內著衣

氣溫低時石墨烯內著衣最大的好處就是剛穿上時不會有冰冷感,以及蓄溫保暖力良好。

利用石墨烯快速升溫並且穿著時良好的蓄溫性,使它最適合應用在保暖機能內著衣上。原因很簡單,不論是秋冬季的中高海拔戶外健行登山,或是溫帶國家賞景旅遊,做為接觸肌膚第一層的內著衣,絕對是保暖的重中之重!例如氣溫低時,更換內著衣最讓人凍未條的就是衣物冰冷感,但由於石墨烯機能布料一則會吸收遠紅外線,二則熱傳導相當快,所以穿上身不會有冰涼感,而且能馬上阻絕外界的冷空氣。

另一方面,石墨烯抗磨耗與高彈性的優點,也很適合應用在肢體活動量大的戶外內著上,讓身體伸展不會收到牽制,更不會影響它的耐用性。並且除了石墨烯纖維本身的抑菌能力外,歐都納這一系列的內著衣,還導入Polygiene環保抗菌機能,讓多天期戶外活動中不易發臭,減少內著衣更換頻率與攜帶數量,有效將行李或背包輕量化。

材質細軟使得石墨烯布料的膚觸感良好
布料彈性好也是石墨烯織品的特色之一

石墨烯纖維外套、背心

傳統保暖外套與背心,不外乎鋪棉、刷毛及羽絨;其中鋪棉、刷毛都有重量較重、收納體積較大的困擾,而保暖力較佳的羽絨外套則通常價位較高,有時讓人對它的價格望之卻步。但石墨烯纖維的出現,讓保暖外套材質與設計有更大的空間,因為價格上更加親民,款式上可選取羽絨外套的輕便性,但又不需要填充過多羽絨,導致看起來臃腫,所以服裝設計能更偏向流行化,適合平時與一般休閒服飾,甚至當做日常工作、上班穿著,達到一物多用的高C/P值。

石墨烯保暖外套除了在冬季有很好的禦寒效果外,也可以當成春秋兩季或中高海拔旅遊時的預備保暖衣物。

以外套來說,可在戶外健行時當做預備型保暖衣物,當到達營地、旅遊賞景的情況下,再取出來保暖禦寒。背心部分,除了能直接穿搭當成旅遊時的保暖衣物外,也可當作行進活動間的核心軀幹保暖衣物,如果因氣溫驟降或感覺更冷時,還能在背心外添加一件防水透濕外套,這樣即便高海拔健行,也絕對不會感到寒冷。

傳統保暖外套與背心,不外乎鋪棉、刷毛及羽絨;其中鋪棉、刷毛都有重量較重、收納體積較大的困擾,而保暖力較佳的羽絨外套則通常價位較高,有時讓人對它的價格望之卻步。但石墨烯纖維的出現,讓保暖外套材質與設計有更大的空間,因為價格上更加親民,款式上可選取羽絨外套的輕便性,但又不需要填充過多羽絨,導致看起來臃腫,所以服裝設計能更偏向流行化,適合平時與一般休閒服飾,甚至當做日常工作、上班穿著,達到一物多用的高C/P值。

石墨烯保暖被外層衣(背心)由於在材質上可以應用的更廣泛,所以也很適合休閒服裝使用,讓穿搭更為多元。

BOX 石墨烯衣物挑選小秘訣

石墨烯纖維或其機能布料衣物在挑選上,若憑肉眼或觸覺是相當難以分辨,因為奈米級材質即便放大鏡也看不出來,所以面對坊間漫天自稱石墨烯機能衣,又該怎麼選擇呢?

其實很簡單!畢竟石墨烯是高科技材質,坦白說價位不可能太低,因此認明有信譽的品牌,以及市場上相對合理的價位,通常比較有保障。當然,石墨烯在提煉與製成布料的過程中有多種方式,選擇低碳、節能、環保製程的產品,也是一個比較好的方式。