2015年12月27日，2015年第二次全國石墨烯標(biāo)準(zhǔn)化工作會議暨四項石墨烯標(biāo)準(zhǔn)編制研討會在上海市召開。本次會議由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會秘書處主辦，特別邀請的技術(shù)顧問以及標(biāo)準(zhǔn)編制工作組人員等近40人參加了會議。
會議現(xiàn)場 研討會由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會秘書長梁錚主持。研討的四項石墨烯標(biāo)準(zhǔn)分別是WG03CGS/WT007-2014《原子吸收分光光度計法測定石墨烯中鉀、鈉、錳和鐵含量》、WG03CGS/WT008-2014《高碘酸鉀分光光度計法測定氧化石墨烯中錳含量》、WG03CGS/WT005-2015《石墨烯中非金屬元素分析》、WG03CGS/WT009-2015《雙光探測器測試系統(tǒng)判定石墨烯的光飽和吸收的方法》。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)編制情況介紹的是各工作組組長單位，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所、濟(jì)寧利特納米技術(shù)有限責(zé)任公司、蘇州大學(xué)，其中，中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所承擔(dān)了WG03CGS/WT007和WG03CGS/WT005-2015兩項標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。
在石墨烯規(guī)?；a(chǎn)過程中，由于各種原因向材料中引入了鉀、鈉、錳、鐵等離子，這些雜質(zhì)離子的殘余量直接影響石墨烯的使用性能。精確測量、合理控制石墨烯中這些離子的含量，可以提高產(chǎn)品的純度，進(jìn)而提高氧化石墨烯產(chǎn)品的性能。而原子吸收光譜是目前微量輕金屬元素分析的有力工具，在活性炭、炭黑、煤炭等工業(yè)領(lǐng)域已成為標(biāo)準(zhǔn)分析方法。該方法具有成本低廉、快速簡便、靈敏度高、分析范圍廣、抗干擾能力強(qiáng)及精密度高等特點，可有效測定石墨烯中鉀、鈉、錳、鐵含量。當(dāng)然，本次研討的標(biāo)準(zhǔn)中，既有上面提到的適用于各種石墨烯材料、多種離子檢測的通用方法，也有針對某一具體材料、單一離子檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法，如利用高碘酸鉀分光光度計法測定氧化石墨烯中錳含量。
石墨烯制備過程中還可能引入非金屬元素碳、氫、氮、硫、氧等，這些元素的含量控制是制備石墨烯的一個重要技術(shù)指標(biāo)，其含量的多少將直接影響其最終產(chǎn)品的二次加工和應(yīng)用。而元素分析儀法是一種精確測試材料體相氧含量的方法，適用于工業(yè)化檢測。該方法因其自動化程度高、方法簡便迅速、測試效率高、結(jié)果準(zhǔn)確可靠等優(yōu)點，在活性炭、碳纖維、巖石、煤炭等工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用，并已成為一種常規(guī)檢測炭材料體相氧含量的重要手段。所以，《石墨烯中非金屬元素分析》標(biāo)準(zhǔn)方法中采用了元素分析儀法測定石墨烯材料中碳、氫、氮、硫、氧的含量。
石墨烯是一種性能優(yōu)異的光學(xué)材料，其較好的非線性飽和吸收性質(zhì)在脈沖激光器件領(lǐng)域如鎖模激光器和調(diào)Q激光器等具有重要的應(yīng)用。目前，石墨烯的飽和吸收體或者器件的性能評估標(biāo)準(zhǔn)還不統(tǒng)一，不同的研究機(jī)構(gòu)或者單位有不同的提法。所以，此次研討的標(biāo)準(zhǔn)之一提出的“雙光探測器測試系統(tǒng)判定石墨烯的光飽和吸收的方法”是一種實用而且獲得廣泛認(rèn)可的測試方法，能夠準(zhǔn)確有效地評估石墨烯作為飽和吸收體的非線性光學(xué)性質(zhì)，同時可判定其在激光器件應(yīng)用方面的性能。
在此次標(biāo)準(zhǔn)編制研討會之前，各工作組都將標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行了廣泛的征集意見，每項標(biāo)準(zhǔn)都收集到了數(shù)十條意見反饋，工作組也認(rèn)真負(fù)責(zé)的進(jìn)行了調(diào)研考證，給予了采納或未采納的原因說明。而且在研討會現(xiàn)場各位與會的專家也積極的提出意見，進(jìn)行了熱烈的討論。就像中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會秘書長梁錚所說的，制定標(biāo)準(zhǔn)是大家的事情。據(jù)了解，這四項標(biāo)準(zhǔn)中有的從立項到現(xiàn)在已經(jīng)有1年的時間了，工作組進(jìn)行了大量的、辛苦的工作;然而，項目經(jīng)費(fèi)確是工作組自籌資金。
接下來，讓我們來了解下如今“炙手可熱”的石墨烯。
因成功從石墨中剝離出只有一個原子厚度的二維材料石墨烯，英國曼徹斯特大學(xué)教授安德烈·海姆和康斯坦丁?諾沃肖洛夫獲得了2010年諾貝爾獎。石墨烯具有非常好的導(dǎo)熱性、電導(dǎo)性、透光性，而且具有高強(qiáng)度、超輕薄、超大比表面積等特性，廣泛應(yīng)用于鋰離子電池電極材料、太陽能電池電極材料、薄膜晶體管制備、傳感器、半導(dǎo)體器件、復(fù)合材料制備、透明顯示觸摸屏、透明電極等方面。石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學(xué)家甚至預(yù)言石墨烯將“徹底改變21世紀(jì)”。極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。
國家層面非常重視、支持石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2014年12月13日，中共中央總書記，國家主席習(xí)近平赴江蘇高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院調(diào)研，對石墨烯產(chǎn)業(yè)寄予厚望。2015年11月30日，工信部、發(fā)改委和科技部等三部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快石墨烯產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的若干意見》，欲在2020年形成完善的石墨烯產(chǎn)業(yè)體系，實現(xiàn)石墨烯材料標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和低成本化，在多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用。此前，《中國制造2025》重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖明確了石墨烯的技術(shù)發(fā)展路徑，稱石墨烯可極大推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和升級換代，市場前景巨大，有望催生千億元人民幣的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
日前，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟首次發(fā)布了《2015全球石墨烯產(chǎn)業(yè)研究報告》，報告統(tǒng)計，2013年全球石墨烯市場規(guī)模約為1250萬美元，并預(yù)計2020年石墨烯的市場規(guī)模將達(dá)到1.2億美元。
中國石墨烯科研和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用總體發(fā)展水平如何呢?
從研究水平來看，我國自2008年開始由科技部和國家自然科學(xué)基金委陸續(xù)對石墨烯基礎(chǔ)研究進(jìn)行支持。自2012年開始，我國在石墨烯論文和專利方面居全球首位;截至2015年初全球逾2.5萬件石墨烯應(yīng)用專利申請中，近1/3來自中國。2015年6月，一則關(guān)于“光動”飛行的新聞引起了廣泛關(guān)注，南開大學(xué)科研團(tuán)隊研制一種特殊石墨烯材料，可在包括太陽光在內(nèi)的各種光源照射下驅(qū)動飛行，這是迄今為止科學(xué)界第一次用光推動宏觀物體并實現(xiàn)宏觀驅(qū)動，充分展示了中國石墨烯科研實力和推動應(yīng)用潛力。從產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況來看，目前，我國石墨烯企業(yè)超過100家，并在常州、無錫、青島、深圳等地形成了產(chǎn)業(yè)集群。
綜上可見，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迎來了春天。但是中國目前石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然存在技術(shù)轉(zhuǎn)化能力弱、生產(chǎn)成本比較高、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)滯后、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用路徑長等問題。而且，近年來出現(xiàn)的上游強(qiáng)下游弱、重科研輕應(yīng)用、噱頭多實干少等問題嚴(yán)重阻礙了產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
隨著石墨烯產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要性和緊迫性越來越突出。
標(biāo)準(zhǔn)化對于石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有服務(wù)、支撐和引領(lǐng)作用。推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化有利于促進(jìn)石墨烯產(chǎn)業(yè)的規(guī)范化、規(guī)模化和持續(xù)健康發(fā)展。
2015年 2 月李克強(qiáng)總理在主持召開國務(wù)院常務(wù)會議時指出：鼓勵學(xué)會、協(xié)會、商會和產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟等制定發(fā)布滿足市場和創(chuàng)新需要的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，選擇部分領(lǐng)域開展試點。其實，為了適應(yīng)我國石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的狀況，2013年初的時候，中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟即組建了標(biāo)準(zhǔn)化委員會，率先組織開展和引領(lǐng)了多項標(biāo)準(zhǔn)制定工作。而且，2015年初，國標(biāo)委立項的首批四項石墨烯國家標(biāo)準(zhǔn)全部由中國石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會委員單位牽頭起草，四項標(biāo)準(zhǔn)包括“石墨烯材料的名詞術(shù)語與定義”、“石墨烯層數(shù)測定掃描探針顯微鏡法”、“光學(xué)法測定石墨烯層數(shù)”、“拉曼光譜法表征石墨烯層數(shù)”。
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