الیاف توخالی گرافن نوع جدیدی از الیاف کاربردی است که خواص عالی گرافن و مزایای ساختار الیاف توخالی را با هم ترکیب می کند. با خواص متعدد خود مانند رسانایی الکتریکی، رسانایی حرارتی، ضد باکتریایی، سبک وزن و حفظ گرما، در بسیاری از زمینه ها به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. در مقایسه با الیاف سنتی، ساختار منحصر به فرد و ترکیب عملکرد آن، مزایای متمایز آشکاری را ایجاد می کند، به ویژه استفاده از آن در موارد خاص، که آن را به یک ماده کلیدی برای ارتقای صنعتی تبدیل می کند. در ادامه، تجزیه و تحلیل دقیقی از زمینه های کاربرد، تفاوت ها با سایر الیاف و موارد اصلی قابل انطباق آن ارائه می شود.

کاربردهای الیاف توخالی گرافن بسیاری از زمینه های اصلی مانند منسوجات، الکترونیک، مراقبت های پزشکی، حفاظت از محیط زیست، هوافضا و غیره را پوشش می دهد. در زمینه منسوجات، از آن در لباس های هوشمند، لباس زیر حرارتی، تجهیزات ورزشی و غیره استفاده می شود که به رسانایی، حرارت و خواص حرارتی آن متکی است. در زمینه الکترونیک، با کمک رسانایی عالی آن، برای حسگرهای انعطاف پذیر و مواد الکترودی تجهیزات الکترونیکی پوشیدنی مناسب است. در زمینه پزشکی، به دلیل خواص ضد باکتریایی و زیست سازگاری آن، در پانسمان های ضد باکتری و تجهیزات محافظ پزشکی استفاده می شود. در زمینه حفاظت از محیط زیست، به دلیل سطح ویژه بالا و خواص جذب آن، به عنوان مواد فیلتر تصفیه فاضلاب استفاده می شود. در زمینه هوافضا، به دلیل خواص سبک وزن و استحکام بالا، به عنوان مواد ساختاری سبک وزن برای فضاپیماها استفاده می شود.

در مقایسه با الیاف سنتی و الیاف کاربردی معمولی، تفاوت های الیاف توخالی گرافن عمدتاً در سه جنبه منعکس می شود. اولین مورد، تفاوت در مواد اولیه و ساختار است: گرافن یا مواد کامپوزیت گرافن به عنوان اجزای اصلی استفاده می شوند و با پلی استر، نایلون و سایر مواد پایه ترکیب می شوند تا یک ساختار توخالی ایجاد کنند، در حالی که الیاف معمولی بیشتر ساختارهای جامد یا توخالی ساده از یک ماده اولیه هستند. دومین مورد، تفاوت در عملکرد اصلی است: آنها دارای رسانایی الکتریکی، رسانایی حرارتی، ضد باکتریایی، ضد اشعه ماوراء بنفش و سایر عملکردهای گرافن و خواص سبک وزن، گرم و تنفس پذیر الیاف توخالی هستند. ، اکثر الیاف معمولی فقط دارای مکانیک اساسی یا یک عملکرد واحد هستند (مانند فقط گرما، فقط ضد باکتری). سومین مورد، تفاوت در تنوع عملکردی است: با تنظیم محتوای گرافن می توان به کنترل دقیق عملکرد دست یافت تا با سناریوهای متعدد سازگار شود. الیاف معمولی دارای یک عملکرد واحد هستند و در نظر گرفتن چندین ویژگی دشوار است. در عین حال، خواص مکانیکی آنها بهتر است و استحکام شکست آنها 20٪ -40٪ بیشتر از الیاف توخالی معمولی است.

به طور خاص، الیاف توخالی گرافن را می توان به طور گسترده در موارد کاربردی مختلف استفاده کرد:

• منسوجات شامل لباس های هوشمند کنترل دما، جوراب های ضد باکتری، آفتابگیرهای ضد UV و آسترهای ژاکت های پایین رده بالا هستند.
• الکترونیک شامل پوست الکترونیکی انعطاف پذیر، سیم های الکترودی برای تجهیزات نظارت بر سلامت پوشیدنی و جداکننده های باتری انعطاف پذیر است.
• پزشکی شامل گاز طبی ضد باکتری، پانسمان زخم و لباس محافظ ضد باکتری یکبار مصرف است.
• حفاظت از محیط زیست شامل غشاهای فیلتر فاضلاب فلزات سنگین، فیلترهای تصفیه هوا است.
• علاوه بر این، می توان از آن در اجزای سبک وزن هوافضا، مواد رسانای حرارتی باتری خودروهای انرژی نو و غیره نیز استفاده کرد.

در این میان، بیشترین استفاده برجسته آن در پوشیدنی های هوشمند و موارد منسوجات رده بالا است. با ظهور صنعت پوشیدنی های هوشمند، خواص رسانا + انعطاف پذیر + سبک وزن آن به ماده اصلی لباس های هوشمند تبدیل شده است و استفاده از آن در محصولاتی مانند لباس های نظارت بر ضربان قلب و لباس های تناسب اندام کنترل دما سال به سال در حال افزایش است. در زمینه لباس های حرارتی رده بالا، ساختار توخالی آن هوای ساکن را قفل می کند تا به حفظ گرمای کارآمد دست یابد و با عملکردهای ضد باکتری و ضد بو ترکیب می شود. این ماده به ماده ترجیحی برای آستر ژاکت های پایین رده بالا و لباس های اسکی تبدیل شده است و نرخ نفوذ آن در بازار به سرعت افزایش یافته است. علاوه بر این، در زمینه مواد مصرفی ضد باکتریایی پزشکی، از آنجایی که می تواند به طور موثر رشد باکتری ها را مهار کرده و سطح حفاظت را بهبود بخشد، نسبت استفاده از آن در پانسمان های ویژه و مواد محافظت از اپیدمی در بیمارستان های درجه سه نیز به طور قابل توجهی بیشتر از الیاف معمولی است.

به طور خلاصه، الیاف توخالی گرافن با خواص عالی متعدد خود، پتانسیل کاربرد گسترده ای در بسیاری از زمینه ها دارد. مزایای متمایز آنها نسبت به الیاف سنتی، آنها را به یک ماده اصلی در پوشیدنی های هوشمند، منسوجات رده بالا، ضد باکتریایی پزشکی و سایر موارد تبدیل می کند. در آینده، با بالغ شدن فناوری و بهینه سازی هزینه ها، سناریوهای کاربرد آن بیشتر گسترش می یابد تا از ارتقاء رده بالای صنایع متعدد پشتیبانی کند.