虞文武
摘 要:基于全国标准信息公共服务平台数据,发现国内石墨烯标准主要集中在表征测量和计量方法领域,且多由地方发布,石墨烯标准体系有待进一步完善、结构有待进一步优化。针对上述问题,提出了若干石墨烯标准体系建设的对策,以期对促进江苏石墨烯产业发展提供参考和帮助。
关键词:石墨烯;标准;现状分析;对策
中图分类号:TQ127.11 文献标志码:A 文章编号: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
標准是引领产业发展的灵魂,标准化水平的高低则反映了一个国家和区域产业的核心竞争力乃至综合实力的强弱[1-2]。通过全国标准信息公共服务平台,对中国现行和制定中的石墨烯标准进行检索、统计与分析,研究了石墨烯现行标准及标准制定的现状。
1 国内石墨烯产业标准化现状
1.1 总体情况
我国石墨烯处于科研与产业化并进阶段,促进新技术、新产品推广和应用是当前的重点任务[3]。因此,迫切需要科技研发和标准制定同步发展,以石墨烯标准制定加速石墨烯科技成果转化,已成为石墨烯产业界和学术界的共识。截至到2020年4月,图表1所示,国内现行实施的石墨烯标准共有26项,其中国家标准3项,地方标准23项;国内公布制订中的标准共9项。相对于石墨烯产业近年来的迅猛发展,我国石墨烯标准化工作仍然处于起步阶段,缺乏系统的、全面的研究。
中国石墨烯标准主要集中在表征测量和计量方法领域,占总量的85.7%,其余5项分布于名词术语(2项)、生产技术(1项)、生产装备(1项)和基础原料(1项)。目前我国石墨烯相关标准数量少、范围窄,远不能涵盖石墨烯及其产品所涉及的门类,难以形成标准体系,难以适应当前石墨烯产业的发展和石墨烯产品贸易发展的趋势。
1.2 发布实施的石墨烯标准
1.2.1 现行石墨烯标准的区域分布
国内现行实施的石墨烯标准共有26项,如图1所示,其中国家标准3项,地方标准23项,具体涉及表征测量有12项,计量方法有9项,名词术语有2项,生产技术、生产装备和基础原料标准各有1项。其中河北省牵头制定标准13项,占国内现行标准数量的50%;广西牵头制定5项,占国内现行标准数量的19.2%;黑龙江牵头制定的标准3项,占国内现行标准数量的11.5%;江苏牵头制定标准2项,占国内现行标准数量的7.7%;广东、山西和浙江分别牵头制定标准2项,各占国内现行标准数量的3.8%。
1.2.2 现行石墨烯标准的年度分布
国内首个石墨烯地方标准《利用扫描电子显微术和X射线能谱法表征石墨烯的特性》,由广州计量检测技术研究院和中山大学起草,于2013年12月6日发布,2014年3月6日实施;2016年发布实施《石墨烯三维构造粉体材料名词术语和定义》等5个标准;2018年发布实施《石墨烯粉体材料检测方法第1部分:灰分的测定》等6个标准;2019年发布实施《石墨烯材料比表面积的测定氮气吸附法》等12个标准;2020年发布实施《纳米技术石墨烯材料比表面积的测试亚甲基蓝吸附法》等2个标准,如图2所示。
1.2.3 标准起草主体分布
河北、山东、辽宁、山西、河南、山西、上海、广西和安徽石墨烯标准均有单一主体起草,其中河北、山东、河南和安徽均由企业牵头,辽宁和陕西则由研究院牵头,陕西、上海和广西由高校牵头;黑龙江和浙江石墨烯标准均为双元主体起草,其中黑龙江由企业和高校联合起草,浙江由研究院和企业联合起草;江苏、北京和广东石墨烯标准由三元主体起草制定,其中江苏和广东由研究院、企业和高校联合起草,北京由研究院、高校和联盟联合起草,如表2所示。
1.3 公布制订中的石墨烯标准
1.3.1 立项年度分布
国内公布制订中的标准共有9项,其中表征测量4项,计量方法5项。其中2014年公布立项3项,2016年和2017年各公布立项1项,2015年和2018年未立项,2019年公布立项4项。
1.3.2 立项主体分布
北京共有18个单位参与石墨烯标准制定;江苏共有8個单位参与石墨烯标准制定,浙江共有3个单位参与石墨烯标准制定,广东、黑龙江和四川各有1个单位参与石墨烯标准制定。从参与主体角度看,江苏参与标准制定有研究院(3家)、企业(4家)和高校(1所)三类主体;北京和浙江参与标准制定的主体均为两类,分别为研究院(17家)、高校(1所)和研究院(2家)、企业(1家)三类主体参与;广东、黑龙江和四川参与标准的单一主体均为1家企业,如图3所示。
2 江苏石墨烯标准
2.1 发布实施的江苏石墨烯标准
江苏分别于2018年11月30日和2019年11月1日牵头发布实施地方石墨烯标准和国家石墨烯标准各1项。地方标准《石墨烯薄膜微区覆盖度测试扫描电子显微镜法》DB32/T3459-2018由江南石墨烯研究院、常州国成新材料科技有限公司、常州市计量测试技术研究所牵头起草,归口单位为江苏省石墨烯标准化技术委员会。该测试方法的便捷性、高效性和准确性得到石墨烯薄膜企业的一致认可,填补了国内外石墨烯薄膜微区覆盖度检测标准方法、检测规程等方面的空白。
国家石墨烯标准《纳米科技术语第13部分:石墨烯及相关二维材料》GB/T30544.13-2018由泰州巨纳新能源有限公司、东南大学、江南石墨烯研究院、冶金工业信息标准研究院、中国科学院半导体研究所、国家纳米科学中心、江苏省特种设备安全监督检验研究院(国家石墨烯产品质量监督检验中心(江苏))、中国计量科学研究院、北京石墨烯研究院、中国科学院金属研究所、泰州石墨烯研究检测平台有限公司、西安电子科技大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、中国科学院山西煤炭化学研究所、深圳烯材科技有限公司、中国科学院宁波材料技术与工程研究所、深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司、济南圣泉集团股份有限公司、哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司、深圳华烯新材料有限公司、青岛华高墨烯科技股份有限公司、合肥开尔纳米能源科技股份有限公司、山东欧铂新材料有限公司、合肥国轩高科动力能源有限公司、广州吉必盛科技实业有限公司牵头起草制定,归口单位为全国纳米技术标准化技术委员会纳米材料分会。
2.2 公布制订的江苏石墨烯标准
2014年11月19日,泰州巨纳新能源有限公司(泰州石墨烯研究及检测平台)联合东南大学于启动《光学法测定石墨烯层数》。2016年6月14日,江南石墨烯研究院联合中国计量科学研究院、常州国成新材料科技有限公司、哈尔滨万鑫石墨谷科技有限公司、清华大学、常州市标准计量技术情报研究所、泰州巨纳新能源有限公司、冶金工业信息标准研究院、合肥国轩高科动力能源有限公司、江苏省特种设备安全监督检验研究院(国家石墨烯产品质量监督检验中心(江苏))启动了《纳米技术氧化石墨烯厚度测量原子力显微镜法》。2016年6月14日,江南石墨烯研究院参与中国科学院宁波材料技术与工程研究所牵头起草的《石墨烯材料电导率测试方法》。
3 江苏石墨烯标准体系建设对策
3.1 注重石墨烯地方标准的研究与制定
面向江苏石墨烯产业发展的特色和需求,充分发挥江苏省石墨烯产业技术创新战略联盟江苏省石墨烯质量监督检验中心和江苏省江南石墨烯研究院作用,将石墨烯产业重大共性关键技术和专利转化为相关技术标准,研制并制定若干石墨烯地方标准,鼓励江苏大学等双一流高校、碳元科技股份有限公司等专精特新企业主动牵头和积极参与行业标准制定,形成一批石墨烯江苏地方标准或团体标准,建立健全国家石墨烯标准体系[4]。
3.2 加强石墨烯生产领域标准的研究与制定
现有的和正在制定的中国石墨烯标准主要集中在表征测量和计量方法领域(30项),占总量的85.7%,部分涉及石墨烯的新产品、新技术、新工艺以及管理标准尚未制定。从石墨烯全产业链发展的角度看,有必要建立覆盖石墨烯资源、石墨烯应用、环境保护、加工设备等不同方面的标准体系,尤其要加强生产技术、生产装备的研究与制定,从而使得石墨烯产业标准化有据可依。
3.3 建立石墨烯产业标准实施的人才团队
注重专业型的人才团队的引进和培育,为江苏石墨烯产业的发展融进新生力量,为石墨烯产业标准体系的建设提供人才支撑。打造一支熟悉、精通石墨烯产业标准的团队,依托专业型的人才团队对相关石墨烯企业进行一对一的指导,及时的给予帮助和现场解说,有效推动石墨烯产业标准化工作的普及和实施。对石墨烯行业员工教育培训的滞后,影响到石墨烯产业的布局,影响到石墨烯产业标准实施的高度,影响到整体石墨烯产业的健康发展。一线的执行人员往往起到基础性作用,只有一线执行人员积极按照标准化生产,才能保证产品质量,因此必须加强石墨烯标准的教育培训。
3.4 加快石墨烯产业重点标准推广应用
做好石墨烯相关政策文件的落地实施,加快石墨烯产业重点标准在常州市石墨烯产业园(石墨烯小镇)的推广应用,持续推动石墨烯生产、检测、应用的试点与示范,鼓励石墨烯产业的原料设备、粉体纤维浆料薄膜产品、具体应用等产业链上下游合作,实现生态系统的资源整合,打造推动行业发展的生态体系环境,持续巩固江苏在石墨烯产业的领先地位,带动全国产业的集群转型与发展。
3.5 创建石墨烯产业标准信息化公开和共享平台
大力推行并充分运用互联网、大数据、云计算等技术手段,建立石墨烯产业标准制定和修订的全过程信息公开平台,实现石墨烯标准化信息在各应用领域之间的无障碍交换和利用,提高信息交流的速度、准确性和有效性,快速提升石墨烯产业的发展水平,有力推动石墨烯产业的高质量发展,促进江苏石墨烯产业迈向中高端[5]。
参考文献:
[1]吴婷婷,秦志鸿,刘鹏,等.石墨烯材料绿色制造指南标准的思考和建议[J].中国标准化,2019(S1):17-22.
[2]我国石墨烯领域首个国家标准正式发布[J].建材发展导向,2019,17(04):15.
[3]首批石墨烯测试方法国家标准通过审查[J].功能材料信息,2018,15(04):61.
[4]我国石墨烯新团体标准发布[J].合成纤维,2018,47(07):56.
[5]孙小伟.构建石墨烯检测标准体系打造产业综合服务平台[J].高科技与产业化,2017(08):44-47.