虞文武
摘? 要:基于全國標準信息公共服務平臺數據,發現國內石墨烯標準主要集中在表征測量和計量方法領域,且多由地方發布,石墨烯標準體系有待進一步完善、結構有待進一步優化。針對上述問題,提出了若干石墨烯標準體系建設的對策,以期對促進江蘇石墨烯產業發展提供參考和幫助。
關鍵詞:石墨烯;標準;現狀分析;對策
中圖分類號:TQ127.11? ? 文獻標志碼:A? ? ? ? ?文章編號:2095-2945(2020)26-0137-03
Abstract: Based on the data of the national standard information public service platform, it is found that the domestic graphene standards are mainly concentrated in the field of characterization measurement and measurement methods, and are mostly issued by the local government. The graphene standard system needs to be further improved and the structure needs to be further optimized. In view of the above problems, this paper puts forward some countermeasures for the construction of graphene standard system, in order to provide reference and help to promote the development of graphene industry in Jiangsu.
Keywords: graphene; standard; current situation analysis; countermeasure
標準是引領產業發展的靈魂,標準化水平的高低則反映了一個國家和區域產業的核心競爭力乃至綜合實力的強弱[1-2]。通過全國標準信息公共服務平臺,對中國現行和制定中的石墨烯標準進行檢索、統計與分析,研究了石墨烯現行標準及標準制定的現狀。
1 國內石墨烯產業標準化現狀
1.1 總體情況
我國石墨烯處于科研與產業化并進階段,促進新技術、新產品推廣和應用是當前的重點任務[3]。因此,迫切需要科技研發和標準制定同步發展,以石墨烯標準制定加速石墨烯科技成果轉化,已成為石墨烯產業界和學術界的共識。截至到2020年4月,圖表1所示,國內現行實施的石墨烯標準共有26項,其中國家標準3項,地方標準23項;國內公布制訂中的標準共9項。相對于石墨烯產業近年來的迅猛發展,我國石墨烯標準化工作仍然處于起步階段,缺乏系統的、全面的研究。
中國石墨烯標準主要集中在表征測量和計量方法領域,占總量的85.7%,其余5項分布于名詞術語(2項)、生產技術(1項)、生產裝備(1項)和基礎原料(1項)。目前我國石墨烯相關標準數量少、范圍窄,遠不能涵蓋石墨烯及其產品所涉及的門類,難以形成標準體系,難以適應當前石墨烯產業的發展和石墨烯產品貿易發展的趨勢。
1.2 發布實施的石墨烯標準
1.2.1 現行石墨烯標準的區域分布
國內現行實施的石墨烯標準共有26項,如圖1所示,其中國家標準3項,地方標準23項,具體涉及表征測量有12項,計量方法有9項,名詞術語有2項,生產技術、生產裝備和基礎原料標準各有1項。其中河北省牽頭制定標準13項,占國內現行標準數量的50%;廣西牽頭制定5項,占國內現行標準數量的19.2%;黑龍江牽頭制定的標準3項,占國內現行標準數量的11.5%;江蘇牽頭制定標準2項,占國內現行標準數量的7.7%;廣東、山西和浙江分別牽頭制定標準2項,各占國內現行標準數量的3.8%。
1.2.2 現行石墨烯標準的年度分布
國內首個石墨烯地方標準《利用掃描電子顯微術和X射線能譜法表征石墨烯的特性》,由廣州計量檢測技術研究院和中山大學起草,于2013年12月6日發布,2014年3月6日實施;2016年發布實施《石墨烯三維構造粉體材料名詞術語和定義》等5個標準;2018年發布實施《石墨烯粉體材料檢測方法第1部分:灰分的測定》等6個標準;2019年發布實施《石墨烯材料比表面積的測定氮氣吸附法》等12個標準;2020年發布實施《納米技術石墨烯材料比表面積的測試亞甲基藍吸附法》等2個標準,如圖2所示。
1.2.3 標準起草主體分布
河北、山東、遼寧、山西、河南、山西、上海、廣西和安徽石墨烯標準均有單一主體起草,其中河北、山東、河南和安徽均由企業牽頭,遼寧和陜西則由研究院牽頭,陜西、上海和廣西由高校牽頭;黑龍江和浙江石墨烯標準均為雙元主體起草,其中黑龍江由企業和高校聯合起草,浙江由研究院和企業聯合起草;江蘇、北京和廣東石墨烯標準由三元主體起草制定,其中江蘇和廣東由研究院、企業和高校聯合起草,北京由研究院、高校和聯盟聯合起草,如表2所示。
1.3 公布制訂中的石墨烯標準
1.3.1 立項年度分布
國內公布制訂中的標準共有9項,其中表征測量4項,計量方法5項。其中2014年公布立項3項,2016年和2017年各公布立項1項,2015年和2018年未立項,2019年公布立項4項。
1.3.2 立項主體分布
北京共有18個單位參與石墨烯標準制定;江蘇共有8個單位參與石墨烯標準制定,浙江共有3個單位參與石墨烯標準制定,廣東、黑龍江和四川各有1個單位參與石墨烯標準制定。從參與主體角度看,江蘇參與標準制定有研究院(3家)、企業(4家)和高校(1所)三類主體;北京和浙江參與標準制定的主體均為兩類,分別為研究院(17家)、高校(1所)和研究院(2家)、企業(1家)三類主體參與;廣東、黑龍江和四川參與標準的單一主體均為1家企業,如圖3所示。
2 江蘇石墨烯標準
2.1 發布實施的江蘇石墨烯標準
江蘇分別于2018年11月30日和2019年11月1日牽頭發布實施地方石墨烯標準和國家石墨烯標準各1項。地方標準《石墨烯薄膜微區覆蓋度測試掃描電子顯微鏡法》DB32/T3459-2018由江南石墨烯研究院、常州國成新材料科技有限公司、常州市計量測試技術研究所牽頭起草,歸口單位為江蘇省石墨烯標準化技術委員會。該測試方法的便捷性、高效性和準確性得到石墨烯薄膜企業的一致認可,填補了國內外石墨烯薄膜微區覆蓋度檢測標準方法、檢測規程等方面的空白。
國家石墨烯標準《納米科技術語第13部分:石墨烯及相關二維材料》GB/T30544.13-2018由泰州巨納新能源有限公司、東南大學、江南石墨烯研究院、冶金工業信息標準研究院、中國科學院半導體研究所、國家納米科學中心、江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院(國家石墨烯產品質量監督檢驗中心(江蘇))、中國計量科學研究院、北京石墨烯研究院、中國科學院金屬研究所、泰州石墨烯研究檢測平臺有限公司、西安電子科技大學、哈爾濱工業大學、上海交通大學、中國科學院山西煤炭化學研究所、深圳烯材科技有限公司、中國科學院寧波材料技術與工程研究所、深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司、濟南圣泉集團股份有限公司、哈爾濱萬鑫石墨谷科技有限公司、深圳華烯新材料有限公司、青島華高墨烯科技股份有限公司、合肥開爾納米能源科技股份有限公司、山東歐鉑新材料有限公司、合肥國軒高科動力能源有限公司、廣州吉必盛科技實業有限公司牽頭起草制定,歸口單位為全國納米技術標準化技術委員會納米材料分會。
2.2 公布制訂的江蘇石墨烯標準
2014年11月19日,泰州巨納新能源有限公司(泰州石墨烯研究及檢測平臺)聯合東南大學于啟動《光學法測定石墨烯層數》。2016年6月14日,江南石墨烯研究院聯合中國計量科學研究院、常州國成新材料科技有限公司、哈爾濱萬鑫石墨谷科技有限公司、清華大學、常州市標準計量技術情報研究所、泰州巨納新能源有限公司、冶金工業信息標準研究院、合肥國軒高科動力能源有限公司、江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院(國家石墨烯產品質量監督檢驗中心(江蘇))啟動了《納米技術氧化石墨烯厚度測量原子力顯微鏡法》。2016年6月14日,江南石墨烯研究院參與中國科學院寧波材料技術與工程研究所牽頭起草的《石墨烯材料電導率測試方法》。
3 江蘇石墨烯標準體系建設對策
3.1 注重石墨烯地方標準的研究與制定
面向江蘇石墨烯產業發展的特色和需求,充分發揮江蘇省石墨烯產業技術創新戰略聯盟江蘇省石墨烯質量監督檢驗中心和江蘇省江南石墨烯研究院作用,將石墨烯產業重大共性關鍵技術和專利轉化為相關技術標準,研制并制定若干石墨烯地方標準,鼓勵江蘇大學等雙一流高校、碳元科技股份有限公司等專精特新企業主動牽頭和積極參與行業標準制定,形成一批石墨烯江蘇地方標準或團體標準,建立健全國家石墨烯標準體系[4]。
3.2 加強石墨烯生產領域標準的研究與制定
現有的和正在制定的中國石墨烯標準主要集中在表征測量和計量方法領域(30項),占總量的85.7%,部分涉及石墨烯的新產品、新技術、新工藝以及管理標準尚未制定。從石墨烯全產業鏈發展的角度看,有必要建立覆蓋石墨烯資源、石墨烯應用、環境保護、加工設備等不同方面的標準體系,尤其要加強生產技術、生產裝備的研究與制定,從而使得石墨烯產業標準化有據可依。
3.3 建立石墨烯產業標準實施的人才團隊
注重專業型的人才團隊的引進和培育,為江蘇石墨烯產業的發展融進新生力量,為石墨烯產業標準體系的建設提供人才支撐。打造一支熟悉、精通石墨烯產業標準的團隊,依托專業型的人才團隊對相關石墨烯企業進行一對一的指導,及時的給予幫助和現場解說,有效推動石墨烯產業標準化工作的普及和實施。對石墨烯行業員工教育培訓的滯后,影響到石墨烯產業的布局,影響到石墨烯產業標準實施的高度,影響到整體石墨烯產業的健康發展。一線的執行人員往往起到基礎性作用,只有一線執行人員積極按照標準化生產,才能保證產品質量,因此必須加強石墨烯標準的教育培訓。
3.4 加快石墨烯產業重點標準推廣應用
做好石墨烯相關政策文件的落地實施,加快石墨烯產業重點標準在常州市石墨烯產業園(石墨烯小鎮)的推廣應用,持續推動石墨烯生產、檢測、應用的試點與示范,鼓勵石墨烯產業的原料設備、粉體纖維漿料薄膜產品、具體應用等產業鏈上下游合作,實現生態系統的資源整合,打造推動行業發展的生態體系環境,持續鞏固江蘇在石墨烯產業的領先地位,帶動全國產業的集群轉型與發展。
3.5 創建石墨烯產業標準信息化公開和共享平臺
大力推行并充分運用互聯網、大數據、云計算等技術手段,建立石墨烯產業標準制定和修訂的全過程信息公開平臺,實現石墨烯標準化信息在各應用領域之間的無障礙交換和利用,提高信息交流的速度、準確性和有效性,快速提升石墨烯產業的發展水平,有力推動石墨烯產業的高質量發展,促進江蘇石墨烯產業邁向中高端[5]。
參考文獻:
[1]吳婷婷,秦志鴻,劉鵬,等.石墨烯材料綠色制造指南標準的思考和建議[J].中國標準化,2019(S1):17-22.
[2]我國石墨烯領域首個國家標準正式發布[J].建材發展導向,2019,17(04):15.
[3]首批石墨烯測試方法國家標準通過審查[J].功能材料信息,2018,15(04):61.
[4]我國石墨烯新團體標準發布[J].合成纖維,2018,47(07):56.
[5]孫小偉.構建石墨烯檢測標準體系打造產業綜合服務平臺[J].高科技與產業化,2017(08):44-47.