石墨烯是什么？为什么能在冬奥会中起到作用呢？
简单来说，石墨烯是“碳材料家族”中的一员，是目前发现的一种最薄、最坚硬、导电导热性能最好的新型纳米材料，被称为“黑金”和“新材料之王”。
在通电情况下，石墨烯的碳分子团之间相互摩擦、碰撞产生热能，这种热能又通过远红外线以平面方式均匀地辐射出来，可以很好地被人体接受，产生由内而外的温暖感。
北京石墨烯技术研究院（以下简称“研究院”）是由中国航空发动机集团和北京市政府共同发起设立的，专门从事石墨烯创新技术研究及产业孵化的新型创新主体。研究院重点突破石墨烯材料关键共性技术，培育石墨烯先导产业和新材料支柱产业。
北京创新爱尚家科技股份有限公司（以下简称“爱家科技”）是由航发基金管理有限公司管理的石墨烯基金投资，由北京石墨烯技术研究院孵化的创新型企业。2020年，在北京市科委、中关村管委会支持下，爱家科技承担了科技冬奥“低温环境石墨烯智能发热产品及热力保障应用”重点课题专项研发工作。
传承中心「国内高端访学」6期，11月29-12月1日@北京，带你走进爱家科技，探秘石墨烯加热技术，如何为冬奥会提供保障，以及后冬奥会时代如何应用到更多产业和领域。
助力冬奥，石墨烯发热技术“破圈”
2022年北京冬奥会和冬残奥会期间，工作人员与室外场馆、专业设备在低温极寒环境下都面临低温环境热力保障，为支持赛事顺利举办，经过层层遴选，爱家科技承担了冬奥赛事低温环境下五大项加热保障工作，为世界献上了一场温暖、低碳、科技的冬奥会。
国家体育场“鸟巢”作为国际一流的超大型户外体育场馆，承担了北京冬季奥运会、冬残奥会开闭幕式的任务。冬奥改造重点工程中难度最大、最具挑战的就是“观礼台的精准加热保障项目”。
大型户外场馆低温环境下的有效保暖，在国际上都没有可借鉴案例，一直都没有被突破。
自2017年年初，鸟巢团队即开始遴选方案，累计对比过超100种国内、外技术方案后，鉴于必须要达到“国际领域最高标准的安全性”，摒弃了220V交流电方案，选定24V直流电方案。
自此国家重点支持的战略级新型材料——石墨烯，因其极好的电热转换性能、可直流低电压驱动，成为突围者。
此时，由北京市科委支持的科技冬奥重点专项课题、北京石墨烯技术研究院孵化的爱家科技“低温环境石墨烯智能发热产品及热力保障应用”方案，在众多石墨烯加热技术供应商中脱颖而出。
因其自主研发的石墨烯柔性加热材料AIHF艾弗和整体技术方案的“安全性、远红外健康辐射、绿色节能、防雨雪、跟纯棉布料一样轻薄和舒适”等性能，历经3次国内相关领域知名专家论证鉴定，4次方案修订，经冬奥组委、国家体育场等部门多次联合考察，于2021年8月获得批复，项目进入实施。
2022年1月，在国家体育场最严格的标准要求下，历时两年，联合48家合作单位，爱家科技保障的国家体育场冬奥改造重点项目“观礼台区域精准加热保障项目”实施完成。
▲ 石墨烯柔性发热材料AIHF
Aika爱家科技为本届冬奥会研发了第二代AIHF艾弗材料，基于爱家科技的三维石墨烯水性分散技术，用石墨烯和碳纳米管分散液辅助工艺，喷出来的，没有基材，可以做到方阻特别低，材料又很薄，所以AIHF艾弗可以做得跟棉布一样薄和软，又可以用24V安全低电压驱动。
据爱家科技创始人陈利军表示，最大的技术难点就是将石墨烯做成这块“布”。具有加热效果的材料很多，例如在平昌冬奥会上，美国代表队的队服就有加热装置，但它运用的是涂层原理，不能水洗且不透气。这不是爱家科技想要实现的目标，他们想要的是能够水洗、剪裁，并且触感就像真正的布一样舒适的加热材料。
爱家科技创新性的实现石墨烯柔性加热材料与桌椅、沙发、地毯的配套方案和安全控制系统，形成一套完整的、高质量的“低温环境石墨烯加热系统的整体解决方案”。
观礼台的石墨烯加热座椅、沙发、桌子、地毯的内部，嵌入了爱家科技的石墨烯柔性发热织物艾弗AIHF@艾弗，并且通过控制系统启动和调节，长按控制按键三秒，灯光启动，桌椅表面就加热了。轻触控制按键，一档，两档，三档，分别可以进行47度，37度，30度高中低三个温度的控制。
整个观礼台的温暖保障，只需要28.5KW的电量，而一台电暖气就需要2KW。
在开幕式前后，北京经历了几场大雪，雪花飘进来落在椅子上，仍然可以正常工作，而这套加热系统可以水洗超过30次以上。
为攻坚保障冬奥项目，爱家科技与北京石墨烯技术技术研究院研发人员成立了党员突击队，积累6万多组测试数据，为石墨烯加热材料在户外场馆取暖、双碳清洁供暖等领域形成了一套高标准的、极具参考价值技术应用标准。
本次保障观礼台的石墨烯发热材料，还在冬奥礼仪服中大放异彩，使中国文化传统与高科技石墨烯深度结合，做成的石墨烯加热内衣，让颁奖礼仪服美观又保暖。
此外，爱家科技还给冬奥组委工作人员准备了有围巾、马甲、手套、袜子等一系列的石墨烯加热类产品，可以快速地使人体升温到正常的温度值。
保障冬奥会工作人员在零下40摄氏度的情况下，还有非常好的温暖保障，又非常轻便。
除了冬奥服装之外，受到全民喜爱的“冬奥顶流”冰墩墩，也获得了爱家科技石墨烯新材料技术AIHF艾弗的赋能，让冬奥特许商品充满科技感。这也是石墨烯技术在冬奥会特许商品的首次应用。
▲ 石墨烯冰墩墩暖手宝
5G云转播背包中也配备了AIHF艾弗技术，可以快速升温的50℃摄氏度，保证在冬奥赛场零下20℃乃至更低温环境下，云转播设备的正常运转和有效续航。
▲ 配备AIHF艾弗技术的5G云转播背包
材料界“最强王者”石墨烯
爱家科技能参与到此次冬奥会国家体育场改建项目，其核心在于节能、安全、智慧的石墨烯发热材料AIHF艾弗。
这款发热材料打破了原有多项技术壁垒，具有更轻薄透气、更低能耗、更高热能等优势，是现在节能减排最优质的材料。
01 超薄透气
Ultra-thin & breathable
0.07毫米的薄，如同一张纸，与其他石墨烯材料需要附着在基材薄膜上不同，AIHF由石墨烯纳米纤维制成。
突破了原有的油墨印刷技术，将石墨烯均匀分布压合成一张薄薄的石墨烯“纸”，薄到极致，仅有0.03-0.07毫米厚度，透气性高，即便贴身加热也非常舒适、健康。
02 超低能耗
Uitra-low energy consumption
一张薄如蝉翼的石墨烯电热膜，却是石墨烯浓缩体，石墨烯本身就是低能耗高导电性著称，而AIHF更出色的部分在于它的石墨烯含量更足，达到50%以上。
而行业一般处于在5%含量水平，所以只要5伏电压就能快速启动，这在全行业都是先例，所以导电性能与耗能都远高于行业水平。
03 更高热能
Higher thermal energy
鸟巢上千平米的室外场地，都能轻松满足每个宾客的温度需求，AIHF新材料整体面积都不需电阻丝导电，热能和远红外线释放比以往高出30%以上。
目前AIHF新材料结合低温场景下的加热保暖方案，由于其生产绿色环保，能耗低热量充沛等优势，非常适合房屋供暖，蔬菜大棚养殖、工业伴暖等煤改电项目，可以为城市节能减排贡献大力量。
作为一种极具发展潜力的新材料，石墨烯的科研与应用之路还很长，而在此次冬奥会中的成功应用无疑将为其进一步产业化发展打下良好的基础。
在后冬奥会时代，要充分利用“冬奥会遗产”，不断发挥科技的创新能量和应用，让冬奥会的科技成果从冬奥会走向城市发展的应用领域。
科技赋能冬奥，全民共享成果，期待未来石墨烯技术带来更多创新产品，为我们的生活增添无尽精彩。
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