石墨烯是什麼？石墨烯特性、優缺點與功效？市面上有哪些石墨烯產品推薦

近來不管是在電視報導、電商平台上或是ptt、mobile01、DCARD論壇上常在討論石墨烯的各種產品而且也說明石墨烯的功能有多神奇，使得大家好像趨之若鶩地在追求石墨烯商品而讓石墨烯產品大熱賣，巿面上石墨烯應用的商品很廣，如：衣服、被毯、面膜、眼罩，以及護頸、護肩、護腰、護腕、電暖器、手機等都有使用到石墨烯這個材料，究竟石墨烯是什麼？功效有多神奇？石墨烯優點是什麼？石墨烯應用的商品有哪些？在這篇文章裡，都有完整的石墨烯資訊介紹喔！想要跟上石墨烯熱潮的人千萬不要錯過！

內容目錄

• 石墨烯是什麼？
• 石墨烯發現的歷史
• 石墨烯的特性
• 石墨烯的應用
• 石墨烯的缺點
• 石墨烯商品推薦
  1. 石墨烯手機推薦
  2. 石墨烯藍芽耳機推薦
  3. 石墨烯按摩家電推薦
  4. 石墨烯織品推薦
• 石墨烯有用嗎？

石墨烯是什麼？

石墨烯 （Graphene）是什麼？單純從字面解讀就知道「石墨」跟「石墨烯」只有一字之差，簡單來說，是把石墨透過物理的方法把它一層一層地剝下來，剝到最後的單層就是石墨烯，其實也不難理解。而石墨烯就是一種百分之百的純碳材料，其分子結構就是具有碳原子構成的蜂窩狀、六角形結構材料，而用高倍率的顯微鏡下觀看就是一個透明的碳分子。(資料來源：維基百科—石墨烯)

石墨烯發現的歷史

石墨烯最早出現在2004年，由英國曼徹斯特大學和俄國切爾諾戈洛夫卡微電子製程研究所（Institute for Microelectronics Technology）的兩方物理研究團隊共同合作研發，首先分離出單獨石墨烯平面。其中的海姆和團隊成員偶然地發現了用一種簡易的模式產製出石墨烯的方法。他們將石墨片放置在一種塑膠膠帶中， 把膠帶折疊粘住石墨薄片的兩側，再撕開膠帶，薄片也隨之一分為二。經過不斷重複這一個步驟，就可以得到越來越薄的石墨薄片，而其中所得到的薄片樣品就僅由單一層碳原子所構成，所以就藉由這方法他們得到了石墨烯。經過修正和再實驗不斷嘗試，安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫他們兩人在2010年因石墨烯的發現最終獲得諾貝爾物理學獎。(資料來源：維基百科—石墨烯)

石墨烯的特性

石墨烯實質上是一種透明、堅硬、高散熱良好的導體，也適合用來製造透明觸控螢幕、光板、電晶體，甚至是太陽能電池或是紡織材料的應用上。石墨烯為什麼這麼受歡迎呢？來看看石墨烯的6大特性：

1. 石墨烯是世界上最薄且最堅硬的奈米材料

石墨烯是世界上最薄且最堅硬的奈米材料，它幾乎是完全透明透光的，只會吸收2.3%的光；那厚度100奈米的石墨烯包裝袋，將能承受大約2噸重物品的壓力，不會斷裂。所以這特性就可應用在超輕防彈衣、超薄超輕型飛機材料、輕型電動汽車材料上。

2. 石墨烯是世界上最好的導電性材料

石墨烯是世界上最好的導電性材料，電子在其中的運動速度達到了光速的1/300，常溫下其電子遷移率超過15,000 cm2/(V·s)，又比奈米碳管或矽晶體（monocrystalline silicon）高，而電阻率只約10-6 Ω·cm，是比銅或銀更低電阻，為目前所知的世上電阻率最低的材料。由於它的電阻率極低，電子在石墨烯中的移動速度極快，因此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。這應用可是遠遠超過了目前電子在一般導體中的運動速度。因此被期待可用來替代矽，成為最薄、導電速度更快的新一代的電子元件或電晶體。

3. 石墨烯擁有的世界上最高散熱係數

石墨烯擁有的世界上最高散熱係數(5300W/mk)，高於奈米碳管和金剛石，是銅的近14倍，石墨的3.5倍。因此石墨烯(還原後的氧化石墨烯)被認為適合解決目前LED照明和許多消費性電子裝置例如智慧型手機、電腦過熱的問題。

4. 石墨烯兼具高導電性、高透明性、高韌性

石墨烯兼具高導電性、高透明性、高韌性(拉伸20%仍不會斷裂)，石墨烯能夠取代ITO作為透明導電材料(柔性電極)，這可應用於手機或螢幕觸控面板、太陽能電池的透明導電膜與OLED面板。

5. 石墨烯有助於提高超級電容的特性

石墨烯 (還原後的氧化石墨烯)是製備高性能充電電池電極的首選材料。石墨烯可作為電池的正極與負極材料。將石墨烯做為鋰離子電池中的導電添加劑，其電池的大電流充放電性能、迴圈穩定性和安全性都得到了大幅度的改善。石墨烯本身具備超高的比表面積與多樣的中空孔洞結構，可使超級電容的能量密度與功率密度大幅提升，有助於提高超級電容的特性。

6. 石墨烯具備優良的生物相容性與穩定性

科學家發現石墨烯 (還原後的氧化石墨烯)與氧化石墨烯未來預計能夠應用在許多生物科技或生物製藥上。由於氧化石墨烯能促進細菌與哺乳動物細胞的生長，對人體無害，可以參與組織工程的人體細胞培養或增加生物製藥的產量。功能化的氧化石墨烯還具備優良的生物相容性與穩定性。(資料來源：維基百科—石墨烯)

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石墨烯的應用

依石墨烯特性，目前石墨烯應用範圍大約涵蓋以下11類，來看看，石墨烯如何被應用在不同領域中？(資料來源：維基百科—石墨烯)

1. 可做高分子複合材料

特性：高導電、導熱性、機械與阻隔性質、熱穩定性、透光性

在多種樹脂與塑料基體中，例如：環氧樹脂、酚醛樹脂、PS、PVA、PET、PMMA、PP、PU、PI，石墨烯可作為功能性填料，開發出各種導電、導熱、耐熱、氣體阻隔與結構增強的複合材料；石墨烯的高透光性也可製成PVA、PET膜。

2. 可做塗料/油墨

特性：高導電、導熱性、抗腐蝕性

石墨烯可作為高性能的填料材料，針對不同的應用領域開發出新型塗料/油墨，例如：防腐塗料、電磁波屏蔽塗料、LED燈具用的導熱塗料、印刷電路板的導電油墨等。

3. 可做鋰電池

特性：比表面積大、高導電性

石墨烯添加於電極材料中能提升循環壽命與穩定性、電容量並達到快速充放電的特性。例如：小米MIX 4全螢幕手機就是將石墨烯高導電性的特性應用在電池上，大幅提升電池快充性能。

4. 可做太陽能電池

特性：高電子遷移率、透光性

石墨烯具高透明度與低電阻的特性，可取代矽或ITO電極作為透明導電薄膜。

5. 可做催化劑

特性：比表面積大、高電子遷移率

氧化石墨烯可透過表面官能化如引入羧基、羰基、環氧基等，形成可控的化學缺陷，這些缺陷能作為金屬生長的成核中心，達到控制金屬生長的目的，以改善其催化性能。

6. 可做生物感測器

特性：高電子遷移率

氧化石墨烯可用在DNA/基因/蛋白的選擇性檢測作業中。

7. 可做濕度感測器

特性：親水性

氧化石墨烯製成的溼度感測器可提升靈敏度與線性感測範圍。

8. 可做生物醫學

特性：比表面積大、機械強度、生物相容性、化學穩定性、輕薄、通透性、親水性

氧化石墨烯作為奈米載藥體系可實現超高載藥性能、靶向性以及較低的細胞毒性，有助於腫瘤治療；利用其自發螢光也可用於近紅外光活細胞成像。

9. 可做抗菌材料

特性：抗菌活性、細小的細胞毒性

利用氧化石墨烯能抑制大腸桿菌生長，與幾丁聚醣製成複合材料可以提升接觸面的抗菌能力。

10. 可做散熱材料

特性：高導熱性

石墨烯製成散熱片/散熱膜可作為智慧型手機、筆記型電腦、LED相關的散熱管理應用。

11. 可做電子元件

特性：高電子遷移率、導電性、化學穩定性

石墨烯可縮短元件的反應時間，並能達成超高頻率的操作回應。

石墨烯的缺點

看到這裡，雖然知道石墨烯優點這麼多，那目前為什麼還沒有普及且巿面上的石墨烯商品應用還沒那麼多元呢？原來是因為石墨烯在開發過程中有遇到一些問題，所以在這個段落中，小編要討論石墨烯到底有哪些缺點？

1. 要量產石墨烯製程困難，故成本昂貴

文章一開始有說明通過膠帶機械式剝離法獲得少量的石墨烯片（該方法是用在首次發現石墨烯）。但是若要應用在商業化大量生產中時，就需要產生大量的石墨烯片，這就變得非常困難且目前較大量製造出的石墨烯材也也還有雜質和不良的材料出現，所以現在還在研究如何生產大量且無缺陷的石墨烯片，所以目前取得成本還是十分昂貴。

2. 石墨烯容易在加熱下和氧氣反應化合

因為石墨烯具有良好的傳導熱能，但其本身並無法在有氧的環境下那麼穩定，再加上如果它還到高溫環境就非常易容與氧氣反應，就會生成氧化石墨烯，這氧化物會破壞石墨烯本身的優點性能，甚至失去導電性能。

3. 大量石墨烯片包含一些毒性

石墨在加熱產生石墨烯的過程中會同時產生一些有毒化學物質，以目前的技術來看，如果將石墨烯大量使用於我們日常生活中使用的智慧手機或電氣元件等中，也可能會造成不良的傷害，所以目前還不適合大量使用。

4. 石墨烯片的尺寸和厚度無法完全控制

在石墨烯產製過程中，當尺寸開始小於20nm，石墨烯就會變得不穩定，可能會導致石墨烯的最上層裂變，因此無法生產大尺寸片材。

石墨烯商品推薦

看完以上石墨烯的特性與石墨烯的應用介紹後，是不是對這個近期爆紅關鍵字商品有多一點的了解了呢？當時石墨烯剛被發現時的生產方法、使用成本高得令人望而卻步，然而，在過去十幾年裡，學術界和企業研究團隊在降低生產成本方面取得了巨大進步。隨著研發的進步讓石墨烯開發成本逐漸下降，在近年石墨烯已漸漸運用在紡織、醫藥、電子、計算等領域，相信將會持續掀起一場大量使用石墨烯的產品浪潮。

施爸精選出以下10款近期爆紅的石墨烯商品推薦介紹，並分為四大類：手機、藍芽耳機、按摩家電和織品，提供給想體驗石墨烯商品的人做參考~

一、石墨烯手機推薦

石墨烯被應用在手機上多是利用其高導熱的特性，製成散熱片/散熱膜作為智慧型手機、筆記型電腦、LED相關的散熱管理應用。也可將石墨烯添加於電極材料中提升循環壽命與穩定性、電容量並達到快速充放電的特性。所以若想要一款散熱效果或是快充性能提升的手機，挑選使用石墨烯材質的手機準沒錯！也可參考這篇文章「5款支援快充手機推薦，沒有最快只有更快，手機電量從0%-50%只要5分鐘！」

1. 小米Xiaomi 12 PRO 5G

小米 Xiaomi 12 Pro 12G/256G雙卡5G旗艦美拍機內建4,600mAh電池，使用石墨烯+VC散熱豪華系統，在均衡、性能、極致等三種模式切換。想知道目前最高CP值的小米手機是哪一款？可參考這篇文章「小米手機怎麼選？小米手機推薦2022，這幾款小米手機評價都很超值！」

2. 小米 11T 5G雙卡機

小米11T是用採兩組電池芯構成5000mAh電量，因此這次大次提升了充電效率，也使得原本需要更長時間進行充電所產生熱能也會相對減少，因產生熱能則可透過導熱係數更高的石墨烯材質帶走熱度。

3. 華為Mate Xs 2 折疊手機

HUAWEI Mate Xs 2 內建電池採用高矽負極技術，支援 66W 華為有線超級快充，搭配並行充電結構，快速充電的同時均勻散熱；擁有石墨烯液冷散熱技術，搭配毛細 VC 散熱結構。華為Mate Xs 2折疊手機發表 新款平板與穿戴裝置亮相。

二、石墨烯藍芽耳機推薦

高電子遷移率為石墨烯特性之一，可以 100% 還原出電流信號，失真更小，因此石墨烯被廣泛地應用在藍芽耳機振膜上，讓聲音更完美。精選10大人氣藍牙耳機品牌介紹 與 熱銷品牌藍芽耳機推薦。

4. INTOPIC TWE05 石墨烯真無線藍牙耳機

INTOPIC TWE05 藍芽耳機最值得注意的是，採用石墨烯的震模材質，石墨烯硬度是鋼的100倍 , 卻遠遠比紙輕，它可以 100% 還原出電流信號，失真更小，石墨烯在耳機振膜上的運用，可讓聲音更完美。想看INTOPIC 廣鼎 BT5.0真無線藍牙耳麥 (JAZZ-TWE05)開箱，可參考這篇文章「石墨烯真無線耳機開箱，享受真無線自由的 INTOPIC TWE05 藍牙耳機」。

5. SUDIO Fem真無線藍牙耳機

SUDIO Fem真無線藍牙耳機的隔音效果非常棒，能減少周圍環境雜音。有石墨烯驅動振膜搭配4個麥克風，通話清楚、收音清晰。也因為隔音相當好，所以戴著Fem與朋友距離1公尺面對面對話，沒開音樂狀態下是聽不太見對方的聲音，隔音真的好強！想看SUDIO Fem開箱，可參考這篇文章「顏值擔當！SUDIO Fem 真無線藍牙耳機推薦 開箱評測」。

6. 1MORE Spearhead VR 電競藍芽耳機 / E1020BT

1MORE藍芽耳機加入低失真石墨烯複合振膜和高聲速的鈦金屬振膜合力而為，令旋律呈現清澈的音質與澎湃動人的立體氛圍，提供更加動人的聽覺享受。想更了解1MORE耳機，可看更多 1MORE萬魔耳機系列開箱，或是想知道如何挑選藍芽耳機，請參考這篇文章「平價真無線藍牙耳機5大選購指南與藍牙耳機推薦，選擇困難者一次看懂！」

三、石墨烯按摩家電推薦

目前透過石墨烯高導電、導熱性，開發出各種導電、導熱、耐熱、氣體阻隔與結構增強的複合材料，所以石墨烯被廣泛應用在有溫熱效果的按摩家電中，讓這些按摩家電加熱迅速、發熱更均勻。所以如果你想要按摩家電的溫熱效果更快、加熱更均勻，就可以考慮選購採用石墨烯材質的按摩家電！

想知道從頭眼到腳的紓壓按摩器有哪些？可參考這篇文章「從眼到腳的紓壓按摩器推薦、按摩椅推薦 搭配MyMusic沉靜鬆弛療癒音樂 ，讓你輕輕又鬆鬆」。

7. HY-5083-1 追夢椅PLUS (石墨烯升級款)

輝葉追夢椅增添石墨烯織布遍佈肩頸腰背臀，利用石墨烯具高效能導熱，並可釋放出遠紅外線的特性促使全身迅速傳導熱循環，有效達到身體內外徹底放鬆。若有選購按摩椅孝親、挑選母親節、父親節禮物或生日禮物等需求，也可參考口碑好、銷量佳，皮革5年保固的 tokuyo 按摩椅開箱。

8. KEEPFIT 氣囊腰部按摩器 石墨烯熱敷腰帶

石墨烯材質可以比一般纖維提供更佳的溫熱性能，加熱更迅速和發熱較均勻，由內而外真實的傳導溫暖。

9. 美國Dreamlight ｜HEAT 石墨烯溫感加熱智能眼罩

美國Dreamlight HEAT 石墨烯溫感加熱智能眼罩，在眼眶周圍加熱採用石墨烯發熱芯片，導熱系數更高加熱較快速，還可避開眼球，恆溫熱敷雙眼，沉浸一場超級舒適的眼部SPA。也可參考 tokuyo 眼部按摩器開箱，tokuyo 煥眼冷熱眼部氣壓按摩器 TS-183體驗。

由於石墨烯高導熱性適合做為導熱的材料，所以也適合拿來做為冬天時少不了的暖手寶暖暖包和發熱圍巾為頸部做好保暖。想知道暖手寶安全嗎？好用嗎？可參考這篇文章「如何挑選暖手寶與USB暖手寶推薦」，在這篇文章裡，小編也有挑選石墨烯發熱暖暖包和石墨烯發熱圍巾推薦給大家參考。

四、石墨烯織品推薦

10. 石墨烯懶人塑崩褲

最後就是大家被電視廣告和名人代言訊息淹沒的熱門產品—石墨烯懶人塑崩褲。石墨烯也被應用在織品上製成石墨烯棉被、石墨烯褲、石墨烯外套、石墨烯枕頭、石墨烯萬用毯等，在材質內加入石墨烯粉末抽紗製成彈性塑身褲等織品，均是利用石墨烯可大量釋放高能量的遠紅外波特性，增加血液循環代謝！

石墨烯有用嗎？

最後，讀者們一定想問「石墨烯真的有用嗎？」我們先必須瞭解，這是一項不到３０年的新興發現技術，這項發明比我們目前使用的任何其他材料都更快、更堅固、更好，因此要將石墨烯商品量產化，就需要時間研究來解決並減少石墨烯的缺點。石墨烯的特性與優點是無庸置疑的，但是要在產品應用上就要使用相對大量的石墨烯材才能發揮真正的優點，但剛也有提到目前的製程技術取得成本相對高，所以目前巿面上的石墨烯商品不能說是無用，但功效可能真的很有限，如紡織用品因為面積大相對要使用的石墨烯材來產生遠紅外線功能就真的較不符成本，或是一條石墨烯褲子要賣五萬元根本不可能會有客人買單。

所以目前比較建議想體驗石墨烯產品的讀者們可優先以石墨烯材應用在較小材積的3C電子商品，如藍芽耳機或手機類產品，較能發揮出石墨烯的特性，真正享受到石墨烯產品所帶來的優點喔！

作者：施爸、編輯：菜蔡子
發布日期：2022/05/25、最後更新日期：2022/05/26

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