如何規(guī)范石墨烯行業(yè)標準和認證？
如何規(guī)范石墨烯行業(yè)標準和認證？
近日，因石墨烯而獲得諾貝爾獎的英國曼徹斯特大學教授康斯坦丁·諾肖沃夫，和新加坡國立大學教授安東尼奧·尼托在《先進材料》上發(fā)文表示，他們對來自美洲、亞洲和歐洲60家公司的石墨烯樣品進行分析，發(fā)現(xiàn)所謂的石墨烯性能存在很大差異。由此，他們呼吁，在考慮到物理性質(zhì)及特定應(yīng)用要求的同時，需要制定嚴格的石墨烯表征和生產(chǎn)標準，并將此視為建立健康可靠全球石墨烯市場的唯一途徑。
不久前，在西安召開的2018中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上，國內(nèi)外石墨烯領(lǐng)域資深專家就如何規(guī)范石墨烯行業(yè)標準和認證進行了深入探討。
新產(chǎn)品遍地開花大市場亂象叢生
通過在實驗室對全球市場上一些石墨烯產(chǎn)品抽樣檢測，諾肖沃夫和尼托認為，其中所謂的石墨烯性能有很大差異，而多數(shù)公司正在生產(chǎn)的也非石墨烯，而是石墨烯微片，因此他們認為，市場上幾乎沒有國際標準化組織（ISO）所定義的高質(zhì)量石墨烯（單層碳原子構(gòu)成）。
“目前我國石墨烯應(yīng)用在某些方面有突破，如已投產(chǎn)的石墨烯復合材料超級電容器、石墨烯散熱大功率LED超級燈以及驚艷平昌冬奧會的石墨烯智能發(fā)熱服飾等。雖然市場上石墨烯的新產(chǎn)品可謂遍地開花，但客觀地說，其中魚龍混雜?！敝袊┊a(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標準委員會副秘書長尹立軍說。
尹立軍介紹了市場上石墨烯產(chǎn)品的一些亂象：
掛羊頭賣狗肉。打開淘寶，會出現(xiàn)大量有關(guān)石墨烯的產(chǎn)品，了解產(chǎn)品詳情會發(fā)現(xiàn)，有“進口石墨烯魚竿”采用的材料其實是高碳纖維，而自稱“石墨烯熱暖絨保暖褲”的產(chǎn)品，卻不含絲毫石墨烯成分。
真假李逵難辨。石墨烯電采暖設(shè)備在技術(shù)應(yīng)用上符合京津冀煤改電清潔能源取暖的需求，但有的廠家使用碳晶甚至電阻絲等作為發(fā)熱材料，卻自稱是石墨烯電采暖產(chǎn)品，消費者難辨真假。
不置可否的功能。有的石墨烯口罩，產(chǎn)品介紹中號稱除菌防霾達99%，還有的石墨烯襪子產(chǎn)品介紹稱可殺菌、除異味，但這些功能是否因添加石墨烯原料起到了直接作用，并無第三方機構(gòu)的檢測報告加以說明驗證。
“作為新興材料，石墨烯一直備受關(guān)注，也屢屢成為被炒作的話題。目前有關(guān)石墨烯的研發(fā)很多，但大多還停留在實驗室階段，很少應(yīng)用到工業(yè)當中，形成真正的產(chǎn)品。在石墨烯的應(yīng)用中，不能僅僅因為其是新材料就能用則用，而應(yīng)當驗證石墨烯材料產(chǎn)品的功能和性能確實優(yōu)于現(xiàn)有材料，才有應(yīng)用的價值。但是現(xiàn)在急需相關(guān)標準指導生產(chǎn)才能讓產(chǎn)業(yè)放心使用石墨烯。因此，石墨烯行業(yè)需要統(tǒng)一規(guī)范的標準，通過檢測認證正本清源?！睔W盟石墨烯旗艦計劃標準委員會主任、國際電工委員會IEC/TC1133標委會秘書長諾伯特·法布里西斯指出。
學術(shù)執(zhí)科學標準產(chǎn)業(yè)持技術(shù)標準
“首先要肯定，諾肖沃夫他們做了一件很好的事，有利于規(guī)范全球石墨烯市場的健康發(fā)展。但是，市場上已經(jīng)有的石墨烯產(chǎn)品并不是都可以通過檢測來判定真假好壞的?！狈ú祭镂魉贡硎尽?br>
國家石墨烯產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心副主任王勤生：“中心現(xiàn)已具備石墨烯材料（粉體、漿料、薄膜等）的國家級檢測資質(zhì)和能力，但市場上出現(xiàn)的石墨烯復合材料中，石墨烯是作為‘工業(yè)味精’少量添加到一些材料中，含量一般只有百分之幾，有的甚至更低，如果采用常規(guī)檢測方法從樣品中搜尋并確認石墨烯含量，檢測難度比較大。另外，檢測時如果僅按ISO發(fā)布的定義標準（ISO/TS 80004-13）判定，也不完全合理。目前工業(yè)化生產(chǎn)的石墨烯產(chǎn)品與‘理想’的石墨烯產(chǎn)品尚有一定差距，這是因為技術(shù)的進步有一個過程，對此應(yīng)該理解和寬容，才能更好地促進石墨烯產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展?！?br>
國際石墨烯創(chuàng)新中心專家委員會顧問馮冠平認為：“對于市場需求來說，產(chǎn)品中石墨烯的層數(shù)多寡是根據(jù)產(chǎn)品性能需要而定的，石墨烯的用途很多，有的產(chǎn)品石墨烯層數(shù)不需要很多就能夠達到應(yīng)用效果，所以，不一定所有的應(yīng)用都要用學術(shù)研究中‘完美’的石墨烯來實現(xiàn)?！?br>
國際上已有兩個比較權(quán)威的機構(gòu)制定了石墨烯的有關(guān)標準，一個機構(gòu)是英國國家物理實驗室（NPL），去年該實驗室定義了用于描述不同形式的石墨烯和相關(guān)2D材料的術(shù)語；另一個機構(gòu)就是中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CGIA）。
“與前者不同的是，CGIA在石墨烯分類方法上兼顧了學術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的觀點：在標準中引入多種層次的石墨烯概念，將單層碳原子層定義為結(jié)構(gòu)，具備這種結(jié)構(gòu)的材料可被稱為單層石墨烯材料，而十層以內(nèi)（包括十層）統(tǒng)稱為石墨烯材料。此外，將氧化石墨烯、還原氧化石墨烯，以及各種官能化的石墨烯，都歸類于石墨烯材料體系?！币④娊榻B說。
國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會委員、中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長李義春博士表示，學術(shù)上有科學術(shù)語的標準，而在產(chǎn)業(yè)上也要有符合實際發(fā)展的標準。目前，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展走在世界前列，從企業(yè)、團體及行業(yè)的角度，積淀了豐富的石墨烯標準制定經(jīng)驗，并且已與歐盟相關(guān)機構(gòu)攜手合作，按照國際要求檢測相關(guān)產(chǎn)品。
檢測判斷需創(chuàng)新認證體系待完善
不久前，國際石墨烯產(chǎn)品認證中心在2018中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上，為3家中國企業(yè)頒發(fā)了認證證書，獲得認證證書的主要是產(chǎn)業(yè)上、中游的產(chǎn)品，如石墨烯粉體、石墨烯發(fā)熱膜。有專家指出，目前石墨烯產(chǎn)業(yè)化還處于初期階段，一些應(yīng)用還不足以體現(xiàn)出石墨烯的多種“理想”性能，而世界上很多科研人員正在探索“殺手锏級”的應(yīng)用，未來在檢測及認證方面需要面對太多挑戰(zhàn)，有待在手段及方法上不斷創(chuàng)新。
“如果檢測一時判斷不出，可以采取追本溯源的辦法，到現(xiàn)場取樣，檢驗其采用哪里供應(yīng)的石墨烯原材料，是否符合行業(yè)標準，再跟蹤工藝鏈條上的質(zhì)量?！崩盍x春建議。
王勤生表示：“目前檢測可以判斷產(chǎn)品中是否含石墨烯，但缺失對于產(chǎn)品功能與添加石墨烯之間關(guān)聯(lián)認定的一環(huán)，應(yīng)有相關(guān)行業(yè)來檢測。未來最好的辦法是融合多種功能的行業(yè)部門共同檢測?！?br>
“從產(chǎn)業(yè)化角度而言，認證高于檢測?！狈ú祭镂魉拐J為，通過抽查企業(yè)整個生產(chǎn)工藝流程，產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性、可持續(xù)性等，對石墨烯產(chǎn)品進行認證，讓下游客戶采購時有據(jù)可依，確保購置的產(chǎn)品批次穩(wěn)定，質(zhì)量合格。不僅如此，未來石墨烯產(chǎn)品認證，還需要根據(jù)產(chǎn)品功能明確其規(guī)格?！?br>
尹立軍說，事實上，“沒有最好的石墨烯，只有最合適的石墨烯”早已成為大家的共識。檢測標準的制定確實會有一定難度，但是通過建立完善的標準體系，是可以解決這個問題，即“術(shù)語標準包容并蓄、方法標準統(tǒng)一嚴謹、產(chǎn)品標準對標分級”。
我國尚未頒布石墨烯材料術(shù)語、定義代號等相關(guān)標準，行業(yè)中對于石墨烯產(chǎn)品好劣判定，主要依據(jù)龍頭企業(yè)、團體或行業(yè)制定的標準。王勤生建議，這些問題亟待國家層面的統(tǒng)籌管理，應(yīng)讓無相關(guān)利益的機構(gòu)牽頭，制定和推行石墨烯標準的實施，避免把標準做爛。
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