石墨烯原料如圖1所示。
圖1石墨烯原料照片
石墨烯的性能有以下幾個方面：
1．高導(dǎo)熱性：單層石墨烯的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m．K，是目前已知材料中導(dǎo)熱系數(shù)最高的物質(zhì)。
2．高機械強度：石墨烯厚度僅為0.335nm，楊氏模量高達(dá)ITPa，斷裂強度高達(dá)130GPa。
3．高導(dǎo)電性：石墨烯電阻率僅10-6Ω.cm，常溫下其電子遷移率超過15000cm2/V.s。
4．其他性能：高比表面積，理論值可達(dá)2630m2／g；單層石墨烯的厚度只有0.335nm;具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐腐蝕性以及耐紫外光、耐老化等性能。
對于石墨烯在路燈行業(yè)的應(yīng)用，主要有以下二個方面：
1．對LED燈具進(jìn)行散熱、防腐。
2．采用石墨烯電池對太陽能路燈供電。
目前路燈行業(yè)對石墨烯的應(yīng)用主要是對LED燈具的散熱，石墨烯電池對太陽能路燈供電還在研究階段。
自然界中已知的散熱方式有：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射、蒸發(fā)散熱。其中蒸發(fā)散熱在常規(guī)生產(chǎn)作業(yè)中較難實現(xiàn)；熱對流需要借助液體或氣體將熱量傳遞，市面已有非常成熟的產(chǎn)品，其對于降溫、散熱所起的作用也基本發(fā)揮到了極限。
而石墨烯LED燈具是利用石墨烯涂料、石墨烯導(dǎo)熱膠的熱傳導(dǎo)與熱輻射原理，極大的降低了基體的溫度。通常，金屬材料擁有較高的導(dǎo)熱系數(shù)（例如鋁約為170W/m.K），但其熱輻射率卻很低（鋁為0.05）。高導(dǎo)熱系數(shù)有助于鋁材從熱源快速吸收熱量，但過低的熱輻射率卻限制了鋁材向空間環(huán)境釋放熱量。
石墨烯本身擁有極高的導(dǎo)熱系數(shù)，可以迅速將底材的熱量吸收至自身，再憑借熱輻射系數(shù)高的特性將熱量傳遞到空間環(huán)境，使基底材料的溫度迅速降低。
由于石墨烯擁有很高的比表面積，這也增大了涂層與空間環(huán)境的接觸面積，對底材的對流散熱與輻射散熱都起到了極大的增強效果，如表1所示，
圖2石墨烯燈具實樣照片
圖3粉末涂料顏色選型
北京城市副中心通州區(qū)內(nèi)的28條道路照明改造項目中，采用了石墨烯LED路燈，且在黑龍江大慶市的路燈改造項目中還首次采用了“全光譜黃光、高光效“石墨烯散熱LED模組模擬傳統(tǒng)鈉燈光色。在第三批國家新型城鎮(zhèn)化綜合試點地區(qū)的禹州市路燈改造項目中．還運用了大數(shù)據(jù)模塊，基于路燈桿實現(xiàn)了分布式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，LED模組路燈作為城市數(shù)據(jù)運營平臺，通過收集周邊環(huán)境為政存提供大數(shù)據(jù)。
石墨烯作為一種新型材料，目前在路燈上的使用仍十分有限。相信未來通過材料技術(shù)的不斷發(fā)展，其可得到更為廣闊的運用。
徐赟、胡彥 常州市城市照明管理處
