石墨烯產品熱賣,真有那麼神?專家告訴你真相

本文摘自《常春月刊》467

文/張玉櫻

近來石墨烯各種產品大熱賣,例如衣著、被毯、面膜、眼罩,以及護頸、護肩、護腰、護腕等發熱產品,究竟石墨烯的功效有多神?對於市面上聲稱令人心動的功效,如何停看聽,才不會落入誇大不實的陷阱?

曾任逢甲大學纖維與複合材料學系教授的蔡宜壽,在2012年和他的研究團隊成功做出可以商品化的單層石墨烯,因此被稱為「台灣石墨烯工業化之父」。他指出,石墨烯(graphene)由單層碳原子所組成,其導電性與導熱性極佳、密度極高,是應用在半導體晶片上的絕佳材料。

你看到的石墨烯,是不是真的石墨烯?

一些晶片加工廠商(例如台積電),利用「化學氣相沉積法」(chemical vapor deposition,簡稱「CVD」)可製造出單層石墨烯,這是定義下真正的石墨烯,極不容易做到,生產成本很高且產量很低,理論上,不太可能大量運用在市面上的產品,一般市面上的非單層石墨烯,都是利用機械剝離法所製造出來的原料。

單層石墨烯是透明的,絕對不是黑色的,不能看到黑黑的物質就叫做石墨烯,其實看到的黑色物只是石墨。

蔡宜壽強調,市面上眾多打著石墨烯名號的產品,並不是真正的單層石墨烯,而是多層的石墨,所謂石墨烯其實已變成一個「形容詞」,頂多可稱為「石墨烯家族」(graphene family)。其中包括還原氧化石墨烯、氧化石墨烯、石墨烯片、層狀石墨烯,其性質和真正的單層石墨烯完全不同,因為它沒有辦法表現出石墨烯該有的許多特性,例如能讓很高的電流瞬間通過,或是產生很高的磁場,如果兩層以上就不行了,更遑論很多層,怎麼能夠稱為石墨烯?

石墨烯家族產品發熱的真相

蔡宜壽表示,市面上的發熱產品使用多層石墨的原料,可能可以多達35萬層,也可以做到700層、200層,10層以下(稱作「few layer」),然而這些產品不可能是真正的單層石墨烯。它們之所以能夠發熱,是因為跟單層石墨烯一樣都是碳材料,將石墨烯家族產品穿在人體上,由於人體36℃到37℃的溫度,使碳原子吸收能量產生共振,因而輻射出特定頻率的遠紅外線,感覺有吸收到熱能。

他強調,物體不可能憑空發熱,需給它光或電這種能量,經過能量的吸收,才能產生熱;或是本身就會發熱的人體,如果再加上遠紅外線等物質的輔助,並吸收共振,就產生了熱。

石墨烯是苯環的結構,裡面都是碳原子,有三種共振頻率,包括碳單鍵、碳雙鍵、苯環,還可能會將遠紅外線粉末加在裡面,進而產生特定頻率的共振。但有一項前提,​​這些遠紅外線一定要剛好在人體的細胞共振頻率之內,才會具有升溫的功效,否則就沒效了。

極佳的導熱性能迅速升溫

蔡宜壽指出,石墨烯家族可以確認的是能夠產生熱能、促進血液循環。人體60 %的重量是由水所組成的,市面上的石墨烯產品要找到和水分子共振頻率一樣的,如此所產生的遠紅外線共振,才能將水分子團的鍵結打斷,使水分子變小,此時血流的速度就可以加快。

石墨烯家族常被用來製成棉被、衣褲、脖圍、眼罩等保暖用品,台北慈濟醫院家醫科副主任許瀞分認為,其實人們穿一般衣服、蓋普通棉被也會有同樣的效果,差別在於石墨烯家族的導熱性非常強,大約5秒鐘就可以讓熱能傳導到石墨烯家族的產品上,一般的衣服或棉被則是剛接觸到肌膚時會感覺冰涼,幾分鐘之後才會覺得暖和。

石墨烯家族運用在瘦身方面,也是因為增加體溫,使基礎代謝率升高的緣故,但是體溫必須高到40℃左右,基礎代謝率才會高到有明顯的差距。

效果是否被誇大了?

石墨烯家族也被提到具有增加血流量、促進血液循環的功效,許瀞分表示,其實體溫升高時,本來就會使得血流量加速,加上血管熱脹冷縮,光保溫這件事情對心血管就有好處。所以,當號稱石墨烯家族可以預防心血管疾病,原理就是它可以讓人體保溫、使血管擴張,就比較不容易有阻塞的現象。然而人們只要穿暖一些、去曬太陽或運動,也有同樣的效果。

此外,現在大家必用的口罩,也有些產品號稱加入石墨烯,具有抗菌及滅菌的效果。其實頂多是可以阻隔一些細菌量,至於是否真的能夠減少致病菌?目前的研究都無法證實石墨烯具有這些效果。

許瀞分提醒,也許石墨烯家族產品有1分的功效,但經過廣為宣傳,將效果擴張到10分,這也是很有可能的。民眾不妨想想,石墨烯是高科技的奈米材質,價格非常昂貴,一件從數百元到一、兩萬元的產品,你覺得它能含有多少如此昂貴的石墨烯呢?

不應過度期待,正規醫療才是王道

那麼面對誇大不實的陷阱,如何停看聽?許瀞分認為,首先,看民眾想要追求怎樣的效果?例如想要做為身體保健,以遠紅外線來說,很常運用在復健科,它可以讓皮膚的溫度升高、血流量變好,身體修復能力的因子和細胞就會改善。

假如買了所謂含有石墨烯的護頸或護腕,希望自己的椎間盤突出或手腕骨折的癒合性能夠好一點,那不如直接照射遠紅外線機器,效果會更好。這才是真正有醫療上的證據,而非期望石墨烯的產品可以保護手腕,甚至期待它能修復關節或骨刺,這些都沒有醫學上的實證。

若是純粹因為天氣寒冷想要買一床暖一點的棉被,那麼可以看CP值,如果花兩萬元買一床號稱含有石墨烯、保溫效果達95分的棉被,價值一萬元的一般棉被其實也可達到90分,就看個人覺得這5分的差別,值不值得多花這一萬元呢?

許瀞分引用研究指出,光是「相信它有用」這種安慰劑的效果,就有30%的成功率。

保暖可以從飲食、穿衣做起

其實,所有的醫療健康都是回歸到最原始的需求,像是冬天期間保暖很重要,所以,石墨烯家族產品會這麼熱賣,就是它的保暖效果。但是保暖可以從最基本的飲食做起,例如不要攝取冰涼的食物,以及多層次穿搭、採用棉質和毛衣的衣著,再加上防風外套,同樣都是保暖的絕招。

許瀞分特別提醒,石墨烯材質雖然導熱快,可以達到升溫的效果,但是如果外層沒有​​做阻隔,譬如沒有穿防風外套,其實相對的散熱也快,會使保溫效果打折。

使用保健用品有效是賺到,沒效是很正常的

心血管疾病最重要的對策畢竟還是醫療,需要控制好血壓、血糖、血脂,若有胸悶不適、呼吸喘,就要趕快就醫,而不是取決於使用任何石墨烯家族產品來改善身體狀況,它可以當作是保健的方式,若靠這類產品卻捨棄正規的醫療是本末倒置的。所以在門診中,許瀞分雖然尊重日常保養健康用品的使用,但也常和病人分享:「使用保健用品有效是你賺到,沒效用是很正常的喔!」

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