[发明专利]石墨烯恒定控制管理植物(花卉及林木)的基质温度

说明书

发明的名称：石墨烯恒定控制管理植物(花卉及林木)的基质温度。技术领域：石墨烯(Graphene)是一种二维碳纳米材料，在材料学等方面具有重要的应用前景，林业领域中的花卉及林木培育需要稳定而合适的温度，本发明在两个领域。解决的技术问题的要点：用单层石墨烯模拟出最适合种苗育种阶段的培育基质温度，同时实现7*24小时的恒定状态。主要用途：提供植物生长所需要的基质正确温度，实现工厂化、标准化育种育根方式并缩短其生长期。为稳定花卉和植物种苗生产周期找到可以保证的环境材料和手段。

技术领域

一，新型材料学的石墨烯；二，林业领域(中国林种和花卉归林业部门管理)的育根育种。

石墨烯的即热功能，就是用很小电流、很低功率就可以使石墨烯热起来。

石墨烯最大的好处是直接无隔离状态地加热培育基质使热量损失最小化，温度到达种苗的距离短、时间快、效率高，可以全程控制并保持。高便携性，可移动性，能源的需求低，效果稳定。直接控制培育基质温度的材料里，目前石墨烯是最好的选择。

本次申报的石墨烯加热系统控制基质温度，就是发挥了这个石墨烯的即热功能而形成的。目前通过实验已经实现了石墨烯7*24小时恒定植物生长的基质温度，给植物和花卉育种缩短了生长期，并形成稳定化的可控制的技术手段。

给石墨烯的供电方式，有5V、24V、36V、220V、380V等不同的模式，本次实验采取的是5V供电模式。工业化应用中，将采用220V、380V模式。

给石墨烯的温度控制，本次实验采用《智能温度时间控制器》。

本次育种实验，采用的是滴箭浇水模式，水质也采用的是上海地区的自来水，没有添加任何营养液。浇水时间和次数，使用定时开启和关闭的用电设备，启动滴箭式自动浇灌模式。人工在这个过程中，理论上就是起到观察作用，将来对不同植物，将会有不同的滴箭浇水模式，视需要设定滴箭的时间和周期，以及不同的营养液模式。作为参考，荷兰一家花卉生产公司，每天滴箭的次数达到20多次并使用不一样的营养液。

将来的工业化育种育根，将采用洁净室模式，也称为无尘室或清净室。将一定空间范围内之空气中的微粒子、有害空气、细菌等污染物排除，并将室内之温度、洁净度、室内压力、气流速度与气流分布、噪音振动及照明、静电控制在某一需求范围内，而所给予特别设计之房间。亦即是不论外在之空气条件如何变化，其室内均能具有维持原先所设定要求之洁净度、温湿度及压力等性能之特性。上海一家育种的公司就是采用洁净室模式生产，而这家育种公司的产品是供欧洲使用的。洁净室早已经进入多行业中扮演着它的角色，目前在电子信息、半导体、光电子、精密制造、医药卫生、生物工程、航天航空、汽车喷涂等众多行业中得到广泛的应用。

背景技术

石墨烯，从石墨中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，厚度仅为普通纸张的十万分之一，薄、结实、导电性极好。石墨烯电阻率极低，电子能高效地移动，这使得石墨烯有非常好的导电性，同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％。石墨烯还具有“针插不进、水泼不进”的零渗透特性。

石墨是一种良好的导热材料，导热性超过钢、铁、铅等多种金属材料。石墨片的工作原理是利用其在在水平方向上具有优异的导热系数的特点(性能好的石墨片导热系数能达到1500-1800W/m·K，而一般的纯铜的导热系数为380W/m·K，高的导热系数有利于热量的扩散)，能够迅速降低电子产品工作时发热元件所在位置的温度(热点温度)，使得电子产品温度趋于均匀化，这会扩大散热表面积以达到降低整个电子产品的温度，提高电子产品的工作稳定性及使用寿命。单层石墨烯发热膜，具有透明、轻薄、柔软、可折叠等特性，也是实现大规模石墨烯民用的核心基础。