認識「黑金旋風」石墨烯的 3 大創新應用！不只能做衣服，還有望解決缺水缺電問題

你有聽過「石墨烯」嗎？前些年台灣吹起一波石墨烯織品旋風，像是運動褲、棉被、枕頭等等，只要標榜使用「石墨烯」，商品就會大熱賣。主要是因為石墨烯除了延展性強、導熱快，還會釋放高能量的遠紅外線，與人體共振，促進循環、加速身體代謝，是久站、久坐的上班族一大福音。

石墨烯是目前同時擁有最薄、最輕、與優越物理化學性質的材料，不只應用在織品上，它的相關應用非常廣泛，更被期待可用來發展出更薄、導電速度更快的新一代電子元件或電晶體。以下列舉 3 個石墨烯的科技應用，一起來認識這個「黑金旋風」吧！

天冷也不怕手機罷工，美國團隊打造石墨烯「電池調節器」

_{▲ 圖片來源：Freepik}

美國普渡大學材料工程教授 Xiulin Ruan 指出，現在電子設備的尺寸愈來愈輕巧、並被要求具備越來越強大的功能，因此散熱（thermal management）也越來越為重要，只是大多設備採用熱傳導、對流等被動式散熱，這種技術在極度冷或熱時沒有辦法發揮作用。

為了解決鋰電池的溫度受限（0-45 度），研究團隊想到「石墨烯」，石墨烯是碳原子排成六角蜂窩的薄膜，是目前世上已知最薄、最堅硬的材料，其導電性、導熱性優異，既可以當傳導材料，亦可當絕緣體。

普渡大學團隊則指出，石墨烯泡沫，內部的氣穴（air pockets）會讓石墨烯有如絕緣體一般。泡沫中的氣穴會鎖住熱量，這時候可以把他們當成絕緣體，但若擠壓石墨烯泡沫，氣穴中的熱量就會透過泡沫傳導出去，團隊能依據泡沫的壓縮程度，精確調整熱的傳遞。預期可運用在個人手機或電動車等更大的電子產品。

超越可攜式裝置，石墨烯「電子紋身」幫你量血壓

_{▲ 石墨烯感測器非侵入性的貼附在皮膚上，可長時間配戴且不易移動，有效監測使用者的血壓。（圖片來源：德克薩斯大學奧斯丁分校）}

測量血壓是我們檢視心臟功能的重要指標之一，其中手臂式血壓機為廣泛運用，但僅能提供單一數據，而且容易受情緒影響，能長期監測才是上上之策。目前的智慧穿戴裝置已能做到測量心跳、步頻，但尚未踏入血壓監測的原因，一是智慧手錶配戴中容易移動，二是手錶利用光學測量的數據結果還不夠穩定。

美國德克薩斯大學與德州農工大學團隊開發「電子紋身」，運用石墨烯輕薄、電阻率低的特性，將石墨烯感測器如紋身般貼附在手腕上，可長時間配戴且不會隨意移動，透過儀器確認生物電阻反應。該團隊表示目前已準確監測超過 300 分鐘，可望未來提供心臟病患者配戴或運用在運動監測等，往無測壓帶的方向推動。

台灣研發石墨烯「魔毯」可發電、同時將海水過濾成飲用水

_{▲ 台科大教授洪維松以可同時產水產電的石墨烯獲 2022 全球百大科技研發獎。（圖片來源：台灣科技大學）}

台灣科技大學應用科技研究所洪維松團隊研發「黑色魔毯」石墨烯薄膜，可同時產水、產電。利用石墨烯太陽蒸發器，將薄膜做為海浪發電裝置，可產生全天候的能量，同時還能將海水轉換為達世界衛生組織標準的安全飲用水，獲得 2022 全球百大科技研發獎。

在獲獎記者會上，洪維松教授表示「電」與「水」的兩者是不可脫離的，沒有電的地方就很難得到乾淨的水，而「黑色魔毯」就是為了解決這個問題出現的科技。

洪維松說明，石墨烯技術困難之處在於如何調配、均勻分散及塗佈技術，能將這些做好發電效能才會好，團隊開發之產品在壓電領域有良好表現，正壓電係數與市面薄膜相同，而逆壓電係數更大於市面壓電薄膜 6 倍之多，不論在感測器或是致動器皆有應用之可行性。未來可輕易將製程放大，不僅能兼顧能源再生，也能獲得安全的飲用水，一次解決缺水缺電的問題。

不論是作替代材料，或是發展新技術，想必石墨烯未來仍會繼續掀起「黑金旋風」，並在民生用品及生活科技中持續發展。石墨烯從發現到實際應用，目前還不到 30 年光景，對於人體或環境是否有潛在的危害，還有待考查驗證，各位在被廣告洗腦前，可以先好好認識這個潛力十足的黑金科技。