「石墨烯」之亂

隨著氣候變遷,冬季越發寒冷,已經習慣舒適圈的我們,在室內可以靠暖氣恆溫,但在戶外就需要更加輕便的保暖衣物,於是「發熱衣」、「蓄熱襪」成了冬季炙手可熱的商品,這些發熱商品大多標榜添加「石墨烯」,只要與發熱科技沾上邊的商品都能大幅提升銷售,也因此讓不肖商人有機可趁。
 
<圖1>石墨烯為單層蜂巢網格結構,遠比髮絲微小。
 
時下正夯的「石墨烯」起源於2004年,由兩位科學家從石墨中分離出來,此重大發現在2010年得到諾貝爾物理學獎,於是石墨烯的功效開始廣為人知。石墨烯指的是「單層」的石墨,結構為二維平面的蜂巢網格,單層石墨烯約只有0.34奈米,遠比髮絲微小,肉眼細不可見,但是導電性及導熱性極佳,且具有比鋼鐵更強韌、比鋁更輕盈、比橡膠更有彈性的特性,多利用於半導體及航空產業中。石墨烯可以化學氣相沉積法及機械剝離法取得,但是產量稀少、價格高昂(約200美元/公斤),價格相當於一般棉花的55倍、聚酯纖維的200倍。
 
<圖2>石墨烯本身是透明無色的,不會影響商品的顏色。
 
由於石墨烯具有優越的導熱及散熱性,因此被作為發熱題材添加在衣物中,但是價格如此高昂的石墨烯,所製作出來的織物想必也價格不斐,縱觀看市面上的石墨烯商品多數售價僅幾百元至上千元,明顯不符成本。而且單層石墨烯與黑色石墨不同,本身是透明無色的,許多商家為了混淆視聽做出灰色、黑色的商品,有的甚至在商品上印出蜂巢網格的圖案,更是令人啼笑皆非。
 
<圖3>劣質的「石墨烯家族」產品,多是添加石墨粉…等物質來魚目混珠。
 
這些宣稱添加石墨烯的產品,其實大多是添加了「石墨烯家族」,如:多層石墨烯、氧化石墨烯,石墨烯片、石墨粉…等,上述這些物質與單層石墨烯結構不同、功效也不同,不具有單層石墨烯的優良特性,一般來說,「石墨烯家族」的功效更接近我們所熟知的「竹炭」。舉個例子來說,同樣都是酒精,為什麼70~75%濃度的酒精消毒效果最好?而95%或35%的酒精效果卻不好?因為95%的酒精對細菌穿透力不好,而35%的酒精濃度太低無法有效殺菌。只有正確的濃度才能達到最好的效果!而石墨烯也一樣,只有單層石墨烯才具有優越的導熱及散熱效果。
 
<圖4>經消保管實際檢測,高達九成的石墨烯發熱衣不符合商品所宣稱的升溫效果。
 
除了價格和功效,有些商家會提供遠紅外線及體溫升溫報告,證實產品內含石墨烯,所以才可反射紅外線或升高體溫,但是這兩者與商品是否含有石墨烯並無直接關係,畢竟多種衣料材質都能產生遠紅外線,升高體溫的功效更是一般棉質就具有的特性。2024年11月新北市消保官實測標榜含有石墨烯的12款發熱衣,僅一款符合升溫標示,其中有四款升溫效果甚至未達一度,與宣稱效果落差極大,可見多數商品內未確實添加石墨烯。
<圖5>拉曼光譜儀可精確檢測出商品是否含有石墨烯。 (圖片取自:台灣如海光電)
 
那麼到底要如何檢測商品中是否含有石墨烯呢?目前最精準的方式是使用拉曼光譜儀去檢測商品,可精準地分析出是否含有石墨烯以及石墨烯的層數,因為石墨烯的含量越高、層數越少、導熱效果越好。所以購買發熱商品前,建議從價格、品質及正確相對應的「報告」來判斷,不要被誇大不實的廣告詞矇騙,做個聰明的消費者!
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