在前不久举行的中国国际服务贸易交易会上,北京创新爱尚家科技股份有限公司(下称爱家科技)的石墨烯可穿戴产品“圈”了一波粉。展台前人头攒动,众多现场观众近距离地感受石墨烯的科技魅力,体验形态各异功能不同的产品。
专注石墨烯热管理领域近10载的爱家科技,掌握了石墨烯柔性纤维织物加热材料技术及其低温应用,成功研发出可在-20℃低温环境下安全使用的石墨烯柔性纤维织物加热材料。在做好基础研发工作的同时,爱家科技立足科技为民,深入产业应用,将石墨烯带入公共建设、车舱空间、智能穿戴等领域,与各行业相关企业合作,共创更舒适安全、低碳环保的热管理综合解决方案,其凭借拥有核心专利技术入选专精特新“小巨人”榜单。
“布”会发热 温暖冬奥
2022年2月4日,爱家科技创始人、董事长陈利军如释重负,紧绷了几十天的神经松弛下来,这一刻他的心里只有一个念头:顺利结束了。这一天,北京2022年冬奥会开幕式在国家体育场(鸟巢)完美收官,爱家科技的冬奥旅程也画出了第一个“微笑”曲线。
国家体育场因承担北京2022年冬奥会、冬残奥会开闭幕式四场重要活动,从2017年开始向社会寻求解决大型体育户外场馆低温环境下的保暖方案,涉及嘉宾区沙发、地毯等区域,爱家科技参与了此次招标。国家体育场方要求,必须做到“精精益求精、万万无一失”,达到最高标准的安全性和场馆内的用电低负荷。
陈利军向中国知识产权报介绍,公司研发石墨烯水性分散技术,将石墨烯均匀分散,再与碳纳米管和炭黑等材料结合,湿法成型,无需基材,可以做到方阻低、材料薄,破解了长期存在的石墨烯易团聚、需要基材的两大技术难题。因此得到的石墨烯柔性发热材料——AIHF艾弗可以做得和棉布一样薄软,可以用3.7至48伏安全低电压驱动,10秒速热,温度稳定在±1℃,内置温度传感使发热安全系数达到99.99%,表面温度均匀,温度偏差±2℃,具备安全、节能、舒适三大特性。
在100多种国内外技术方案中,爱家科技的“低温环境石墨烯智能发热产品及热力保障应用”方案脱颖而出。在历经3次国内相关领域知名专家论证鉴定、4次方案修订、多部门联合考察后,该方案于2021年8月获得批复,项目进入实施阶段。
然而,真正的考验才正式开始。此时距离北京2022年冬奥会开幕式只剩下不到半年时间,将技术从实验室搬到场馆还有诸多难题亟待攻克,再加上安全加固、用电量控制不可有分毫差错,高标准的保暖舒适度必须保证。为此,爱家科技在冷库条件下做各种性能试验,在整个系统上做了三层安全保障并进行多人多部位测试,选出三个档位调节温度。应用结果表明,整体只需28.5千瓦电量,仅占鸟巢总电量的0.098%,就能保障近1000平米面积区域的户外加热。
“为了保证效果,我们每天都像打了鸡血、上了发条一样,脑子与身体都在飞速运转中,当我们的加热方案得到一致好评,这一刻,我们觉得一切都值得。”陈利军欣慰地说。
最终,历时600多天,联合48家单位,累计336人参与,连续驻场施工40天,7个环节全流程检测,在北京2022年冬奥会、冬残奥会开闭幕式期间,爱家科技圆满完成了国家体育场相关区域的低温环境保暖保障工作。
此外,爱家科技与相关企业联合开发一系列产品,包括冬奥颁奖礼仪服石墨烯加热内胆衣,可在30秒内将温度升高到人体的舒适温度,使颁奖礼仪人员在-40℃的环境下穿得美观大方又轻薄保暖;专为赛场5G云转播设备研发的石墨烯加热内胆包,保障设备在低温环境下稳定运行……
推广应用 惠及民众
基于科技冬奥的应用,爱家科技持续创新,将技术与民众需求相结合。“当我们看到防疫人员在夏天高温环境下工作时,就考虑将石墨烯的散热性能应用于降温,服务户外工作人员。”陈利军表示,公司于是立即投入研发,不到半年便上线了石墨烯抗菌降温液冷服,并在第一时间为医护人员配备。
石墨烯的高散热性,能快速长效散热。通过水循环,在液冷服内表面设计网格状水通道结构,将冰块作为制冷源,水作为冷源媒介,通过水泵将冷源输送到衣服内层,从而带走身体热量,保持长时间的低温凉爽,即便在35℃天气下外出执行任务,也能时刻感受到清凉。
“科技的使命与动力是转换为生产力,转换为惠及大众的福祉,爱家科技一直以来专注创新,以人为本,从实际场景出发,服务于大众生活。”陈利军表示,石墨烯因2010年诺贝尔物理学奖而一举成名,现在全世界都在关注其发展,并期待获得产业先机,在下一个商业变革中弯道超车。
2013年爱家科技进军石墨烯行业,并选择石墨烯加热领域进行深度产业布局。这一坚持就是9年,爱家科技联合北京石墨烯技术研究所,并与新材料与产业技术北京研究院等机构合作,组建了80多人的专项研究组,潜心研发寻求技术突破。目前公司研发人员占比50%以上,仅今年上半年的研发费用就占到公司营收的23%。
9年间,爱家科技先后掌握了石墨烯柔性纤维织物加热材料的低温启动和运行、快速电热转换等关键技术,实现了石墨烯柔性纤维织物加热材料技术的低温应用,成功研发出可在-20℃低温环境下安全使用的石墨烯柔性纤维织物加热材料,其轻薄、透气透湿、低能耗、高导热、安全舒适等优势,得到了市场广泛认可,并获得中国纺织工业联合会科学技术进步奖三等奖。
“科技成果从研发到转化落地要经历长期的过程,无论试验、应用、推广,还是形成新的技术、工艺、材料、产品,都离不开知识产权的身影。因此,我们需要将各方因素纳入系统中考虑,加强知识产权保护。”谈及知识产权,陈利军深有感触,“当公司方案通过第一次审定后,也有其他企业想借鉴我们的方案,但这一新型材料是爱家科技历经多年研发而成,在半开放的体育场馆做加热保障,在国际上也没有借鉴的案例。除了自研技术的‘底气’,尤为重要的是,该项技术已进行了全方位的知识产权保护。”
陈利军表示,在冬奥会上的示范应用,一定程度上加速和缩短了石墨烯转型升级与推广接受的过程。后冬奥时代,爱家科技将在冰雪运动的服装服饰、助力“双碳”的清洁供暖、车辆系统热管理、户外场馆建设等领域,努力发挥石墨烯热管理技术的核心优势与场景化应用能力,将技术与产业深度融合,进一步升级石墨烯产业发展能力。(李思靓)
(编辑:晏如)
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