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发热片是内置于服饰之中，可安全发热的重要元件。服装中的发热片，一般电压不超过12V，远低于人体的安全电压36V。市面上的发热片各式各样，但主流使用的是碳纤维发热片和金属纤维发热片。碳纤维发热丝或金属纤维复合丝制成的发热片，外形表现为一种柔软的加热织物，厚度仅为1mm，柔韧且十分轻薄。本文主要介绍碳纤维发热片和复合纤维发热片的优点。

碳发热材料的发热片机制是——在通电的情况下，碳分子产生原子、离子和电子，和碳分子团之间相互摩擦、碰撞(也称布朗运动)而产生热能，热能通过波长为5-14微米的远红外线方式辐射出来，有效电热能转换率可达90%以上，对于添加有部分石墨烯及碳纳米管的碳材料，由于石墨烯跟碳纳米管材料的超导性，其发热性能更稳定，电热转换效率可达到99%，相对于传统碳材料发热，具有单位面积功率大，能效高的特点，有效减少铺装面积和减少能源消耗。

碳发热材料的传热机制——碳发热材料之所以能够对瓷砖起到迅速升温的作用，就在于其的电能输入被有效的转换成了超过60%的传导热能和超过30%的红外辐射能。这种双重制热原理，使被加热物体：升温更快，吸收的热能更充足。在接通电源后，碳发热材料会产生大量向上的波长在5-14微米的远红外线，瓷砖接受红外线后，能被吸收转化为热能，使瓷砖的温度升高。其原理如同“阳光普照万物”一样。

实践证明，在人体感到同样舒适的环境下，远红外线采暖比空气对流采暖所需的环境温度低2℃左右。因此，通过采用碳发热材料采暖的室内，人体感到的是“热而不燥”，全身温暖而头脑清新。并且，远红外线辅助采暖作用，使采暖的能耗显著降低。

 红外线辐射传热

远红外线与人体的作用机理

1）从理论物理学的角度

任何物体高于零度都会有辐射，在理想的情况下可以用黑体辐射来模拟，所谓黑体辐射就是当其达到热动力学平衡的时候，它的辐射就叫黑体辐射，辖射的分布可以用普朗克定律来表述。简化过的维恩位移定律是物理学上描述黑体电磁辐射能流密度的峰值波长与其自身温度之间的关系。人体的正常体温在37℃左右，由定律计算出来的辐射的电磁波波长峰值在9.5μm左右。物体更容易吸收与它辐射峰值波长相近的能量，因而8-14μm波长范围的远红外线更容易被人体吸收。

2）从微观的能量、分子振动和化学作用的角度当能量波的频率与分子振动的频率相吻合时，就会产生共振，能量就会被分子吸收，称之为共振吸收。8-14μm微米远红外线的频率恰好跟水分子的震动频率吻合，所以能量会被水分子完全吸收。人体大约有60％的重量是水，并且其他大分子如DNA、RNA、蛋白质等也含有大量的氢键，这些都可以跟远红外线产生共振能量吸收。水分子在吸收能量后迅速传播给身体内其他组织，所以在远红外线加热时，人体感受的是由内而外的均匀受热，而不具有其他短波长热源的皮肤灼伤感。远红外线远不如高能量射线如X光有穿透力，然而其能量却是可以被人体有效吸收，并且没有其他射线的破坏性。在人体中，水分子的存在通常是以团簇的形式或者团簇在其他大分子如DNA、RNA、蛋白质和脂肪等的周围，吸收能量后，水分子的团簇会被打破，整个体系活性增加，效果等同于增加了离子强度。是各种生物毒素的储存器，不能立即排出并储存在体内，从而引发疾病。这些毒素也是被水团簇包裹并被捕获在体内。当这些毒素积累时，血液循环被阻断，细胞能量受损。然而，当对这些大的水团簇吸收8-14μm的远红外波时，水开始振动，破坏了团簇，从而把毒素可以很快的排除体外。