智能家居热潮不减 石墨烯材料或是新机遇
文章来源：中国安防展览网 作者： 发布时间：2017-04-20 浏览次数：854
据国知专利预警数据显示，当前中国石墨烯专利申请量逾16000件，占全球总数的68.2%，排在第二、三名的美国、韩国，则分别占11.6%和10.6%。公开数据显示，目前全球石墨烯年产能已达到百吨级，业内预计，未来5-10年，石墨烯年产能将达到千吨级。
中国科学院院士刘忠范认为，在目前研发的基础上，未来石墨烯产业将在三个领域大有可为。第一种是类似碳纤维的石墨烯材料，将广泛应用于航空航天等高端装备制造业；第二种是类似于塑料的石墨烯材料，将广泛应用于人们的日常生活中，甚至可能在未来成为像塑料一样普遍的材料；第三种是类似硅材料的石墨烯材料，将广泛应用于集成电路领域，有望大大加速集成电路产业的发展，进而推进整个信息产业的再次产业革命。在智能家居市场模糊不清的当下，石墨烯材料或是新机遇。
智能家居的市场现状
国际管理咨询公司科尔尼最新发布的报告显示，到2020年，全球智能家居的整体规模将由目前的100亿美元增长至500亿美元，并有望在2030年激增至4000亿美元。中国或将在2020年前成为亚洲最大的智能家居市场。
中国智能家居市场规模
同时我们也看到中国智能家居产业存在整合不足，技术标准不统一，产品同质化，缺乏创新，产业不够规范等一系列问题。而且智能家居在中国市场普及不够，智能家居这块蛋糕就像海市蜃楼，近在咫尺，又远在天边。而石墨烯的这种新型材料的出现有望使智能家居在材料、能源、技术等方面实现一次前所未有的整合。
究竟什么是石墨烯？
石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯几乎完全透明，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为"黑金"、"新材料之王"。
目前石墨烯已经突破了制备的瓶颈，粉末和薄膜石墨烯材料两大细分领域在消费电子、集成电路、锂电池、超级电容、橡塑、涂料、吸附剂等细分行业上已经实现产业化应用，可以预见石墨烯在未来智能家居领域的应用将是十分广泛的，甚至是不可或缺的。石墨烯这种新型材料和智能家居所倡导的环保，简约，健康的理念一脉相承，其中一些技术已经成型甚至投入了市场化运作。
石墨烯开启智能家居的四大应用领域
一、石墨烯发热墙纸
石墨烯可以把取暖器做到只有0.5cm厚的墙纸中，将传统笨重的机身变成简约、新颖的家饰。
它的工作原理是先利用化学气相沉积法制备石墨烯薄膜，然后利用滚压或者加压的方法实现石墨烯膜到PVC、PET等材料的转移，最后加上电极制备成石墨烯加热膜。主要是通过石墨烯薄膜形成均匀的电阻层，在220V电压的加热下，实现薄膜的加热，石墨烯膜主要通过释放远红外线，实现对空间的加热。
石墨烯发热墙纸主要有三层材料组合而成，其分别是：保温层、发热膜、墙纸，同时外置智能温控设备，可实现APP远程遥控。
石墨烯本身独特的制热原理以及革命性的超薄机身使得它和传统取暖器材相比优势明显。
1.安全阻燃。石墨烯取暖器融入墙纸内部，表面温度不超过55度，彻底祛除高温烫伤安全隐患，防漏电。保温板采用最高级B1耐燃性建筑材料，墙纸本身具备极强阻燃性，采高温阻燃发热墙布生产工艺，满足国家安全性能指标，安全可靠；
2.高效节能。以超强导热性的石墨烯作为发热源，发热快，效率高，制热均匀，1分钟即刻散热。超导热料，电热转化率99.5%以上，比传统取暖材料电能转化提高45%,超级省点，只需空调1/3能耗；
3.时尚简约。是取暖器，也是墙纸。取暖器仅0.5cm厚度，无缝粘合墙纸。墙纸提供多种花色和纹理，满足不同家庭的装修需求；
4.健康理疗。辐射式散热方式，超静音运行，杜绝空气干燥。因石墨烯特有属性，可辐射出8-15um远红外光波，其与人体所辐射的远红外光波相近，在医学上被称之为“生命光波”，可促进细胞活性和新陈代谢，具备红外保健和健康理疗作用；
5.耐热防潮。墙纸可耐90度以上高温，高强度不变形。南方地区梅雨季节空气湿度大，使用发热墙纸可快速蒸发室内水分，除湿并防止衣物家居霉变，防霉防潮，预防儿童湿疹；
6.智能便捷。远程手机APP智能控制温度，通过智能温度数据采集，建立健康档案，自动温度调节，省电更省心。
二、绿色建筑：石墨烯智能窗
国务院在“十二五规划””中，提出要大力推进节能减排，发展绿色建筑。建筑节能行动滞后、能耗高、污染重成为制约我国经济可持续发展的突出问题。我国建筑能耗占总体能耗的35%，中国建筑外墙热损失是北美同类建筑的3～5倍，窗的热损失在2倍以上；建筑能耗的70%通过门窗流失，其中1/3通过玻璃流失。
拥有高灵敏度和超低功率消耗特点的石墨烯成为绿色建筑中不可或缺的材料。智能窗能够实现透光的按需调节，构建节能、舒适、人性化的工作和生活环境，与传统的窗户相比优点显而易见。
石墨烯智能窗的优势
1.具有独特的透光与保温功能：夏季可动态调节太阳光透过率，对透过的光和热量进行控制，有效降低室内温度；冬季可恢复光线与热量的透过能力，阻断室内热量散失；
2.与现有建筑门窗相比，综合节能效果提高30%以上，可以有效克服现有Low-E镀膜只能降低辐射而无恢复光照功能的单一缺陷；
3.可根据用户需求改变玻璃的颜色与色度，提高环境的舒适性；
4.可与传感器相结合实现自动调节，让用户体验与节能效果达到最优化。
三、石墨烯吸附剂
现在的装修，很多产品都会含有甲醛，厂家所宣传的不含甲醛基本上不可能达到的，装修后除甲醛，石墨烯喷剂和石墨烯炭包都能够很好的满足这个需求。
凝聚态物理学术报告中关于石墨烯的一段对话可以概括石墨烯的吸附属性：石墨烯吸附VA、VIA、VIIA族的典型原子兄弟组合而成，三个原子兄弟恩爱有加，从而促成了石墨烯的整体构造。从而对甲醛有着很好的相融吸附效果。对于家庭去除甲醛有害物质有很好的效果，而且其磁性来源于吸附原子与石墨烯衬底的相互作用，而O吸附体系没有磁性，这一系列情况能够更好地证明石墨烯极强的吸附能力。
1.全方位由稳定元素制作而成的石墨烯炭包和石墨烯喷剂，吸附范围是远远优于普通炭包和普通去甲醛喷剂的；
2.吸附力强石墨烯本身的强有力的吸附能力，吸附率能达到70%；
3.持续时间更长久。其次石墨烯由于自身的分子结构特点，韧性更强，使用时间更持久，不会受外物的影响从而改变内部结构。
四、石墨烯涂料
石墨烯涂料应该是发展较为成熟的一项技术，通过添加高品质石墨烯来解决涂膜坚韧性、附着性的问题。要知道石墨烯的强大之处就在于它的薄度与硬度，一张保鲜膜厚度的石墨烯材料，哪怕一只大象踩在铅笔上产生的压强都无法将它刺破。
1.更环保。石墨烯矿物涂料含有更少的有害杂质和人工合成的化学物质，不会向环境中释放甲醛，苯等污染物，并且还能吸收空气中的二氧化碳；
2.快速入住。普通涂料在施工后的干燥时间较长，所需装修工期较长，大部分涂料在涂刷后都需要进行长时间通风，石墨烯矿物涂料在施工过程中具备快速干燥特性，两次粉刷之间间隔短，而且直接免底漆粉刷有效缩短了施工时间；
3.更牢固。石墨烯在涂膜中形成一层高附着力、高韧性的纳米层，牢牢将涂料锁在涂刷基质上，避免了普通矿物涂料附着力弱的问题，即便在阳台甚至户外等强紫外线、大温差的地方也能保持超高的稳定性和抗褪色能力。不会因为老化分解，造成漆面褪色，变色，开裂和剥落等现象和二次污染；
4.石墨烯网还具有保温隔热反射红外线吸收紫外线的特点，能够让室内温度更加恒定舒适，减少了空调的工作时间兼具节能减排的效果；
5.石墨烯矿物涂料特有的电磁屏蔽涂料，可有效滤除电磁波对仪器设备的干扰。
四、展望未来
据中国石墨烯产业技术创新战略联盟预测，全球石墨烯应用市场将在2018年形成产业爆发点，2020年将成长至1000亿元的规模；随着“中国制造2025”国家战略的出台，石墨烯扶持力度加码，国家、地方政府、产业联盟通过多种手段支持石墨烯产业发展，总体上，前期世界各国的支持政策主要集中在石墨烯基础研究。
石墨烯作为一个技术的转折点，或许在不久的将来，将推动智能家居在家居领域掀起一场革命！面对石墨烯如此不可限量的未来，有前瞻性的企业和个人都不会视而不见，已经有企业先发制人，收购或者建造智能家居和石墨烯新材料的产业链完成技术并购：
2017年1月5日，青岛市智能家居科技创新中心和青岛市石墨烯科技创新中心正式获批筹建，着力打造亚洲最大智能家居研发制造中心、国家级智能家居标准及检测中心……
智能家居热潮不减 石墨烯材料或是新机遇
中国科学院院士刘忠范认为，在目前研发的基础上，未来石墨烯产业将在三个领域大有可为。第一种是类似碳纤维的石墨烯材料，将广泛应用于航空航天等高端装备制造业；第二种是类似于塑料的石墨烯材料，将广泛应用于人们的日常生活中，甚至可能在未来成为像塑料一样普遍的材料；第三种是类似硅材料的石墨烯材料，将广泛应用于集成电路领域，有望大大加速集成电路产业的发展，进而推进整个信息产业的再次产业革命。在智能家居市场模糊不清的当下，石墨烯材料或是新机遇。
智能家居的市场现状
中国智能家居市场规模
国际管理咨询公司科尔尼最新发布的报告显示，到2020年，全球智能家居的整体规模将由目前的100亿美元增长至500亿美元，并有望在2030年激增至4000亿美元。中国或将在2020年前成为亚洲最大的智能家居市场。
中国智能家居市场规模
同时我们也看到中国智能家居产业存在整合不足，技术标准不统一，产品同质化，缺乏创新，产业不够规范等一系列问题。而且智能家居在中国市场普及不够，智能家居这块蛋糕就像海市蜃楼，近在咫尺，又远在天边。而石墨烯的这种新型材料的出现有望使智能家居在材料、能源、技术等方面实现一次前所未有的整合。
究竟什么是石墨烯？
石墨烯结构放大图
石墨烯(Graphene)是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。石墨烯几乎完全透明，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为"黑金"、"新材料之王"。
目前石墨烯已经突破了制备的瓶颈，粉末和薄膜石墨烯材料两大细分领域在消费电子、集成电路、锂电池、超级电容、橡塑、涂料、吸附剂等细分行业上已经实现产业化应用，可以预见石墨烯在未来智能家居领域的应用将是十分广泛的，甚至是不可或缺的。石墨烯这种新型材料和智能家居所倡导的环保，简约，健康的理念一脉相承，其中一些技术已经成型甚至投入了市场化运作。
石墨烯开启智能家居的四大应用领域
一、石墨烯发热墙纸
石墨烯可以把取暖器做到只有0.5cm厚的墙纸中，将传统笨重的机身变成简约、新颖的家饰。
它的工作原理是先利用化学气相沉积法制备石墨烯薄膜，然后利用滚压或者加压的方法实现石墨烯膜到PVC、PET等材料的转移，最后加上电极制备成石墨烯加热膜。主要是通过石墨烯薄膜形成均匀的电阻层，在220V电压的加热下，实现薄膜的加热，石墨烯膜主要通过释放远红外线，实现对空间的加热。
石墨烯发热墙纸主要有三层材料组合而成，其分别是：保温层、发热膜、墙纸，同时外置智能温控设备，可实现APP远程遥控。
石墨烯本身独特的制热原理以及革命性的超薄机身使得它和传统取暖器材相比优势明显。
1.安全阻燃。石墨烯取暖器融入墙纸内部，表面温度不超过55度，彻底祛除高温烫伤安全隐患，防漏电。保温板采用最高级B1耐燃性建筑材料，墙纸本身具备极强阻燃性，采高温阻燃发热墙布生产工艺，满足国家安全性能指标，安全可靠；
2.高效节能。以超强导热性的石墨烯作为发热源，发热快，效率高，制热均匀，1分钟即刻散热。超导热料，电热转化率99.5%以上，比传统取暖材料电能转化提高45%,超级省点，只需空调1/3能耗；
3.时尚简约。是取暖器，也是墙纸。取暖器仅0.5cm厚度，无缝粘合墙纸。墙纸提供多种花色和纹理，满足不同家庭的装修需求；
4.健康理疗。辐射式散热方式，超静音运行，杜绝空气干燥。因石墨烯特有属性，可辐射出8-15um远红外光波，其与人体所辐射的远红外光波相近，在医学上被称之为“生命光波”，可促进细胞活性和新陈代谢，具备红外保健和健康理疗作用；
5.耐热防潮。墙纸可耐90度以上高温，高强度不变形。南方地区梅雨季节空气湿度大，使用发热墙纸可快速蒸发室内水分，除湿并防止衣物家居霉变，防霉防潮，预防儿童湿疹；
6.智能便捷。远程手机APP智能控制温度，通过智能温度数据采集，建立健康档案，自动温度调节，省电更省心。
二、绿色建筑：石墨烯智能窗
国务院在“十二五规划””中，提出要大力推进节能减排，发展绿色建筑。建筑节能行动滞后、能耗高、污染重成为制约我国经济可持续发展的突出问题。我国建筑能耗占总体能耗的35%，中国建筑外墙热损失是北美同类建筑的3～5倍，窗的热损失在2倍以上；建筑能耗的70%通过门窗流失，其中1/3通过玻璃流失。
拥有高灵敏度和超低功率消耗特点的石墨烯成为绿色建筑中不可或缺的材料。智能窗能够实现透光的按需调节，构建节能、舒适、人性化的工作和生活环境，与传统的窗户相比优点显而易见。
石墨烯智能窗的优势
1.具有独特的透光与保温功能：夏季可动态调节太阳光透过率，对透过的光和热量进行控制，有效降低室内温度；冬季可恢复光线与热量的透过能力，阻断室内热量散失；
2.与现有建筑门窗相比，综合节能效果提高30%以上，可以有效克服现有Low-E镀膜只能降低辐射而无恢复光照功能的单一缺陷；
3.可根据用户需求改变玻璃的颜色与色度，提高环境的舒适性；
4.可与传感器相结合实现自动调节，让用户体验与节能效果达到最优化。
三、石墨烯吸附剂
现在的装修，很多产品都会含有甲醛，厂家所宣传的不含甲醛基本上不可能达到的，装修后除甲醛，石墨烯喷剂和石墨烯炭包都能够很好的满足这个需求。
凝聚态物理学术报告中关于石墨烯的一段对话可以概括石墨烯的吸附属性：石墨烯吸附VA、VIA、VIIA族的典型原子兄弟组合而成，三个原子兄弟恩爱有加，从而促成了石墨烯的整体构造。从而对甲醛有着很好的相融吸附效果。对于家庭去除甲醛有害物质有很好的效果，而且其磁性来源于吸附原子与石墨烯衬底的相互作用，而O吸附体系没有磁性，这一系列情况能够更好地证明石墨烯极强的吸附能力。
1.全方位由稳定元素制作而成的石墨烯炭包和石墨烯喷剂，吸附范围是远远优于普通炭包和普通去甲醛喷剂的；
2.吸附力强石墨烯本身的强有力的吸附能力，吸附率能达到70%；
3.持续时间更长久。其次石墨烯由于自身的分子结构特点，韧性更强，使用时间更持久，不会受外物的影响从而改变内部结构。
四、石墨烯涂料
石墨烯涂料应该是发展较为成熟的一项技术，通过添加高品质石墨烯来解决涂膜坚韧性、附着性的问题。要知道石墨烯的强大之处就在于它的薄度与硬度，一张保鲜膜厚度的石墨烯材料，哪怕一只大象踩在铅笔上产生的压强都无法将它刺破。
1.更环保。石墨烯矿物涂料含有更少的有害杂质和人工合成的化学物质，不会向环境中释放甲醛，苯等污染物，并且还能吸收空气中的二氧化碳；
2.快速入住。普通涂料在施工后的干燥时间较长，所需装修工期较长，大部分涂料在涂刷后都需要进行长时间通风，石墨烯矿物涂料在施工过程中具备快速干燥特性，两次粉刷之间间隔短，而且直接免底漆粉刷有效缩短了施工时间；
3.更牢固。石墨烯在涂膜中形成一层高附着力、高韧性的纳米层，牢牢将涂料锁在涂刷基质上，避免了普通矿物涂料附着力弱的问题，即便在阳台甚至户外等强紫外线、大温差的地方也能保持超高的稳定性和抗褪色能力。不会因为老化分解，造成漆面褪色，变色，开裂和剥落等现象和二次污染；
4.石墨烯网还具有保温隔热反射红外线吸收紫外线的特点，能够让室内温度更加恒定舒适，减少了空调的工作时间兼具节能减排的效果；
5.石墨烯矿物涂料特有的电磁屏蔽涂料，可有效滤除电磁波对仪器设备的干扰。
四、展望未来
据中国石墨烯产业技术创新战略联盟预测，全球石墨烯应用市场将在2018年形成产业爆发点，2020年将成长至1000亿元的规模；随着“中国制造2025”国家战略的出台，石墨烯扶持力度加码，国家、地方政府、产业联盟通过多种手段支持石墨烯产业发展，总体上，前期世界各国的支持政策主要集中在石墨烯基础研究。
石墨烯作为一个技术的转折点，或许在不久的将来，将推动智能家居在家居领域掀起一场革命！面对石墨烯如此不可限量的未来，有前瞻性的企业和个人都不会视而不见，已经有企业先发制人，收购或者建造智能家居和石墨烯新材料的产业链完成技术并购：
2017年1月5日，青岛市智能家居科技创新中心和青岛市石墨烯科技创新中心正式获批筹建，着力打造亚洲最大智能家居研发制造中心、国家级智能家居标准及检测中心……
对于企业而言，具有技术壁垒无疑是巨大的竞争优势，掌握领先的关键技术才能掌握市场的主动权。石墨烯正是当下新材料技术的风口。石墨烯技术在智能家居产业中的市场潜力目前已可见一斑，同时也给不同产业企业带来了合作应用的想象空间。
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