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納米標(biāo)準化綜述

閱讀:1669        發(fā)布時間:2010-2-2

人們常說的納米技術(shù)主要是指在原子和分子刻度上的工程學(xué)問題,所涉及的尺度比人的頭發(fā)絲的直徑還要小大約1萬倍。據(jù)估計,2008年的納米技術(shù)市場可望達到290億美元,這必將促進諸如生物醫(yī)學(xué)、安全、環(huán)境、能源、材料和電子器件等領(lǐng)域的納米相關(guān)標(biāo)準的積極發(fā)展。世界各國都逐漸認識到了納米標(biāo)準的這種重要性,并紛紛建立相應(yīng)的開發(fā)和研究機構(gòu)來制定相關(guān)的納米標(biāo)準,搶占納米市場的先機。因此,納米標(biāo)準問題不僅僅是中國納米技術(shù)發(fā)展需要關(guān)注焦點之一,更是世界納米技術(shù)發(fā)展的一個重要研究課題。本文將對目前世界上一些主要的標(biāo)準化組織的納米相關(guān)標(biāo)準的研究和制定工作進行介紹,以此來對世界納米標(biāo)準化工作的現(xiàn)狀和趨勢進行總結(jié)和展望。 
 標(biāo)準通常指由下面三個組織通過的標(biāo)準,即:標(biāo)準化組織(International Organization for Standardization-ISO)、電工委員會(International Electrotechnical Committee-IEC)和電信聯(lián)盟(International ecommunication Union-ITU)。其中ISO和IEC和納米技術(shù)有關(guān)系。發(fā)達國家和一些行業(yè)組織的標(biāo)準也被各國認可的,我們也應(yīng)當(dāng)重視這些標(biāo)準。
1.納米標(biāo)準化現(xiàn)狀
1.1 標(biāo)準化組織納米標(biāo)準化委員會(ISO/TC229)委員會簡介
 ISO/TC229 的秘書處由英國標(biāo)準協(xié)會(BSI)承擔(dān),主席是英國的Peter Hatto教授博士,并由BSI的Jose Alcort擔(dān)任秘書。由包括我國在內(nèi)的29個成員國和10個觀察國組成。并與ISO / TC 24/SC4(Sizing by methods other than sieving篩子.篩子篩子.篩子及其他粒度分級方法第國四分技術(shù)委員會)、ISO/TC201(Surface chemical analysis表面化學(xué)分析技術(shù)委員會)、ISO/TC202(Mmicrobeam analysis微束分析技術(shù)委員會)、OECD(Organisation for Economic Co-operation and Development經(jīng)濟合作與發(fā)展組織)等的其它標(biāo)準化委員會和相應(yīng)組織保持密切的,同時這些組織也積極參加ISO/TC229的活動。該委員會下設(shè)主席顧問委員會和三個工作小組。不同工作小組的工作側(cè)重點不同:
l         工作小組1(WG1):術(shù)語和命名法(Terminology and Nomenclature)
召集人:Dr Clive Willis(加拿大);主要工作重點:定義和發(fā)展在納米技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)明確的和統(tǒng)一的術(shù)語和命名法,以利于信息的交流和促進公眾的理解。(Define and develop unambiguous and uniform terminology and nomenclature in the field of nanotechnologies to facilitate communication and to promote common understanding).
l         工作小組2(WG2):測量與表征(Measurement and Characterization)
召集人:一村信吾(日本),主要考慮在計量和參考物質(zhì)的需要,發(fā)展納米技術(shù)的測量、表征和測試方法標(biāo)準。(The development of standards for measurement, characterization and test methods for nanotechnologies, taking into consideration needs for metrology and reference materials.)
l         工作小組3(WG3):健康、安全和環(huán)境(Health, Safety and Environment)
召集人: Mr. Steven Brown(美國),主要集中在發(fā)展在納米技術(shù)中的涉及到健康、安全和環(huán)境方面的標(biāo)準(The development of science-based standards in the areas of health, safety, and environmental aspects of nanotechnologies.)
 ISO/TC229的主要工作范圍
納米技術(shù)標(biāo)準化包括下列兩個或其中之一的納米技術(shù)的領(lǐng)域:
1. 理解和控制的物質(zhì)或過程應(yīng)在納米尺度范圍,即指典型的、但并不*要求,至少在有一維的方向上在100 納米以下開始具有尺度依存關(guān)系的新穎功能,并可以應(yīng)用的材料。
2. 可利用的納米尺度材料的性質(zhì)是與單個的原子、分子以及大塊物質(zhì)有區(qū)別的。納米尺度材料開發(fā)了材料、器件和系統(tǒng)新的性質(zhì)。具體任務(wù)包括發(fā)展下列標(biāo)準:術(shù)語和命名原則、計量學(xué)和儀器的使用 包括參考樣品的規(guī)格、測試方法學(xué)、計算模型的設(shè)計和模擬和基于科學(xué)的健康、安全和環(huán)境等問題。
 ISO/TC229的全體委員會會議
到目前為止,ISO/TC229已召開了四次全體委員會會議,是召開會議頻率較高的委員會之一。該委員會還決定隨后幾次的全體委員會議將分別在新加坡(2007.12)、法國巴黎(2008.6)、以色列(2008.11)以及美國(2009.6)等國家舉行。
ISO TC229的會議(Inaugural Meeting)于2005 年11月9-11日在英國倫敦舉行。包括中國、澳大利亞、比利時、加拿大、丹麥、法國、德國、以色列、意大利、日本、韓國、瑞典、瑞士和美國等在內(nèi)的24個ISO成員國的國家標(biāo)準協(xié)會以及另外8個國家以觀察員的身份、總共22個代表團出席了此次會議。代表們對納米技術(shù)委員會的工作范圍進行了討論和歸納,并審查了其結(jié)構(gòu),每個國家都被給予了就委員會工作計劃所集中的領(lǐng)域提出建議的機會。在此次大會上還確立的一個原則:由于納米技術(shù)涉及許多學(xué)科,因此需要與許多其他ISO技術(shù)委員會和其他標(biāo)準化組織進行聯(lián)絡(luò)和協(xié)調(diào)。
ISO/TC229的第二次會議(strategic meeting)2006年6月21-23日在日本的 AIST 舉行。東京會議議程的重點是該委員會的組織工作。例如,組建主席顧問組(CAG)來研究政策方面的問題。主席顧問組由主席、工作組召集人和各個地區(qū)選舉出來的其他國家會員組成。在工作組方面,技術(shù)委員會zui先在日本制定出“藍圖”、結(jié)構(gòu)或者戰(zhàn)略,適時地制定出適當(dāng)?shù)臉?biāo)準。由于納米技術(shù)涉及許多學(xué)科,所以目前相關(guān)詞匯的定義比較隨意。隨著納米技術(shù)的成熟,這種方法在某些地方可能存在不準確的表述,容易引起混淆,結(jié)果可能會對商業(yè)和安全的要求產(chǎn)生不利的影響。因此,結(jié)構(gòu)的制定對ISO/TC 229第1工作組來說是非常重要的。在這一點上,該技術(shù)委員會的基本活動主要集中在工作項目建議的定義和編寫上,以用于文獻研究。美國國內(nèi)的許多機構(gòu)都支持這些工作項目建議,并且把它提交給技術(shù)委員會,由參與會員國來表決,以獲得ISO的批準。一旦這些工作項目建議獲得批準,它們將成為相關(guān)工作組的主要工作內(nèi)容。譬如:由英國提交和領(lǐng)導(dǎo)的、主要取自BSI的公開規(guī)格說明(PAS)71:2005詞匯表:納米微粒)的ISO/AWI TS 27687(納米微粒:術(shù)語和定義)就是*個獲得批準的ISO/TC 229工作項目。
ISO/TC229的第三次會議于2006年12月4-7日在韓國首爾舉行。這次會議的主要目的是細化工作組的戰(zhàn)略計劃。在過去6個月的調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,這次會議的主要工作項目由美國領(lǐng)導(dǎo)的第3工作組負責(zé)是第2個獲得批準的關(guān)于納米技術(shù)的職業(yè)健康和安全實務(wù)。在第二工作組,鼓勵日本、韓國和美國的國內(nèi)機構(gòu)提出關(guān)于碳納米管測量方面的工作項目建議。此外,本次會議還認為進一步發(fā)展與其他組織之間的也是一項很重要的業(yè)務(wù)。
ISO/TC229的第四次會議于2007年6月4-7日在德國柏林舉行。相比于前幾次會議,本次會議主要討論了TC229的宏觀內(nèi)容,如工作組的組織結(jié)構(gòu)、戰(zhàn)略計劃和路線圖等。并開始把工作重心放在新的工作項目、即討論各個已批準和待批準的工作項目上。這意味著TC229已基本完成了一個新技術(shù)委員會的成立工作,開始進入實質(zhì)的標(biāo)準制訂階段。
標(biāo)準草案介紹
現(xiàn)在介紹目前ISO/TC229正在制定的幾個標(biāo)準草案:
1. ISO/AWI TS 10797 Use of transmission electron microscopy (TEM) in single walled carbon nanotubes (SWCNTs)(單壁碳管測量中透射電子顯微鏡方法測量單壁納米碳管術(shù)的應(yīng)用)
2. ISO/AWI TS 10798 Scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray analysis (EDXA) in the charaterization of single walled carbon nanotubes (SWCNTs)(使用掃描電子顯微術(shù)顯微鏡方法和能量彌射色散X射線分析法表征單壁碳納米管的特性)
3. ISO/AWI 10801 Nanotechnologies -- Generation of silver nanoparticles for inhalation toxicity testing (納米技術(shù)——吸入銀納米顆粒產(chǎn)生的毒理性檢查所用銀納米顆粒的制備測試(改為:為吸入毒性測試用的銀納米顆粒的發(fā)生的方法)
4. ISO/AWI 10808 Nanotechnologies -- Monitoring silver nanoparticles in inhalation exposure chambers for inhalation toxicity testing(納米技術(shù)——在吸入暴露室中監(jiān)測銀納米粒子吸入毒理性測試檢查用吸入暴露腔中銀納米離子的監(jiān)測)
5. ISO/NP TS 10867 Use of NIR -- Photoluminescence -- (NIR-PL) Spectroscopy in the characterization of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs)近紅外光譜方法表征在單壁碳納米管『光致熒光光譜(PL)』表征中的應(yīng)用
6. ISO/NP TS 10868 Use of UV-Vis-NIR absorption spectroscopy in the characterization of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs)(紫外-可見-近紅外分光光度法吸收光譜方法表征在單壁納米碳管表征中的應(yīng)用)
7. ISO/AWI TS 10929 Measurement methods for the characterization of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs)(表征多壁納米碳管特性的測量方法)
8. ISO/WD TS 27687 Nanoparticles - Terminology and definitions(納米顆粒——術(shù)語和定義)
9. ISO/NP 29701 Nanotechnologies -- Endotoxin test on nanomaterial samples for in vitro systems(納米技術(shù)——體外系統(tǒng)的內(nèi)納米材料樣品的細胞毒素內(nèi)毒素測試分析)
ISO/TC229進入投票階段的標(biāo)準草案:
1. ISO TS XXXXX Nanotechnologies - use of Evolved Gas Analysis-Gas Chromatograph  Mass Spectrometry (EGA-GCMS) in the Characterization of Single-Walled Carbon Nanotubes (SWCNTs)(氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀在單壁碳管表征中的應(yīng)用)
2. TS XXXXX Nanotechnologies - Use of Thermo Gravimetric Analysis (TGA) in the purity evaluation of Single Walled Carbon Nanotubes (SWCNT)(熱重分析方法對單壁碳管純度進行評價)
3. Technical Specification for the Use of Raman Spectroscopy in the Characterization of Single Walled Carbon Nanotubes (SWCNTs) (技術(shù)規(guī)范:利用拉曼光譜法對單壁碳管進行表征)
4. Outline of Nanomaterials classification ("Nano tree") (First edition) (納米材料分類的大綱(納米樹)(*版)。
與ISO/TC229關(guān)系緊密的標(biāo)準化委員會也已出版和正在制定與納米相關(guān)的一系列標(biāo)準。
 1.2 電工委員會納米標(biāo)準化組織(IEC/TC113)委員會簡介
2005年,在中國等國家的建議下,電工委員會標(biāo)準化管理局(IEC/SMB)開始籌備成立納米相關(guān)的標(biāo)準化技術(shù)委員會。2005年9月,IEC成立了納米技術(shù)咨詢平臺(Advisory Board Nanotechnology,ABN20),全國納米標(biāo)準化委員會推薦陳運法研究員作為該咨詢平臺的專家組成員之一。經(jīng)會議討論決定由美國的T. Chapin教授擔(dān)任IEC/SMB籌備成立的納米技術(shù)委員會主席,秘書處設(shè)在德國。目前,IEC/TC113擁有14個成員國和13個觀察國。主要工作范圍制訂屬于IEC領(lǐng)域的有關(guān)納米技術(shù)標(biāo)準,并與ISO/TC229配合與協(xié)調(diào),避免重復(fù)制定標(biāo)準。
IEC/TC113全體委員會會議
2007年3月,電工委員會納米技術(shù)委員會(IEC/TC113)在德國召開了的成立大會。這次成立大會的主要工作是討論TC113工作組的工作章程,包括范圍、條款、與其它技術(shù)委員會的關(guān)系等(scope, item, relationship with other TC.etc)。會議同意了現(xiàn)有章程和組織結(jié)構(gòu),并且建立了兩個聯(lián)合工作組(joint workgroup,JWO),分別由日本和加拿大作為工作組召集人。日本代表團對工作
章程中的一些細節(jié)予以保留,特別是關(guān)于工作路線、與其它技術(shù)委員會的關(guān)聯(lián)(roadmap,relationship with other TC),加拿大代表對于術(shù)語聯(lián)合工作組與
ISO/TC229之間關(guān)系持保留意見。值得一提的是,納米的安全與危害已經(jīng)引起的關(guān)注。加拿大非政府組織ETC Group就關(guān)于納米危險標(biāo)志進行了投票。這從側(cè)面表示了大家對納米技術(shù)的關(guān)心程度,并有利于促進納米安全和毒理性方面標(biāo)準研究和制定工作。
 1.3 其它組織和國家的納米標(biāo)準化工作
目前,世界各國在加大對納米技術(shù)研究投入的同時,也加大了納米領(lǐng)域標(biāo)準化的工作力度,特別是歐、美、日等發(fā)達國家,很多已經(jīng)建立了納米標(biāo)準化機構(gòu),開展了系統(tǒng)的納米技術(shù)標(biāo)準化工作。
美國
2005年美國試驗與材料協(xié)會(ASTM)成立了納米技術(shù)委員會E56,它主要負責(zé)制定與納米技術(shù)和納米材料相關(guān)的標(biāo)準及技術(shù)規(guī)范,同時協(xié)調(diào)所有ASTM中與納米相關(guān)的委員會工作, 現(xiàn)有7個分技術(shù)委員會。*分技術(shù)委員會(E56-1)制定的ASTM E 2456《納米技術(shù)術(shù)語》(Standard terminology Relating to Nanotechnology)已通過審批發(fā)布,第二分技術(shù)委員會(E56-2)的相關(guān)8個納米標(biāo)準正在制定之中。
歐盟
2004年3月,歐洲標(biāo)準化委員會組建了一個技術(shù)管理局下設(shè)的一個臨時納米工作組CEN/BT/WG 166 (Technical Board Work Group)。2006年6月,CEN將其轉(zhuǎn)為正式的納米技術(shù)委員會(CEN/TC 352:Nanotechnologies)其主要任務(wù)是優(yōu)先研究制定納米技術(shù)領(lǐng)域的名詞術(shù)語。為了適應(yīng)納米技術(shù)標(biāo)準化發(fā)展的需要,CEN決定成立“納米技術(shù)”技術(shù)委員會(CEN/TC352)。在技術(shù)委員會的組建過程中,參與各方達成共識。即為了避免工作重復(fù),根據(jù)ISO與CEN之間的維也納防議,CEN/TC352僅致力于ISO不考慮的標(biāo)準化項目,目前已建立了4個納米標(biāo)準化項目。
德國
德國在納米技術(shù)的長期規(guī)劃中提出加強對制備方法、納米尺度的檢測與表征方面等研究項目的支持,把更多的標(biāo)準化、規(guī)范化項目納入資助范圍。英國英國標(biāo)準化協(xié)會BSI于2004年6月成立了納米技術(shù)委員會(NTI/1:The UK National Committee for Nanotechnologies,并于2005年制定了世界*份納米術(shù)語規(guī)范。BSI向ISO建議成立納米技術(shù)的標(biāo)準化委員會,得到了我國等國家的支持,并獲得了ISO/TC229及歐洲標(biāo)準化組織CEN/TC352納米技術(shù)委員會主席和秘書處職位,BSI并在IEC/TC113成立中起著決定性作用。(同時,BSI還發(fā)展與納米相關(guān)的9項新的工作項目,并計劃在今年出版。請搞清楚是什么?工作項目出版沒有意義?)
日本
日本工業(yè)標(biāo)準協(xié)會(JISC)于2006年成為ISO/TC229納米測量與表征工作組的召集人,并遞交了3個關(guān)于單壁碳管/富勒烯(SWNT/ Fullerenes)的新項目提案。由通產(chǎn)省、文部科學(xué)省牽頭,由各行業(yè)協(xié)會具體負責(zé),制定納米材料科研和產(chǎn)業(yè)的各項標(biāo)準,目前已進入實質(zhì)性階段。JISC還成立了關(guān)于納米技術(shù)標(biāo)準化的路線圖的工作組。
 2. 納米標(biāo)準化研究展望
納米技術(shù)被稱為以原子級度制造任何尺寸產(chǎn)品的技術(shù),能夠利用正在更新發(fā)展中的技術(shù)和工具,將每一個原子和分子置于人們zui期望的位置,從zui根基上將產(chǎn)品制造出來。如果這種材料工藝得以實現(xiàn),那么將帶來整個制造業(yè)的*革新,對經(jīng)濟、社會、環(huán)境和軍事層面也具有同樣重大的意義。納米標(biāo)準化是非常重要的工作,這一點從各國參與ISO/TC229等全體會議上的人員之多就可以體現(xiàn)。在ISO中和納米技術(shù)有關(guān)的標(biāo)準的制定不只是TC229,其他ISO的標(biāo)準化技術(shù)委員會,如ISO/TC201,202,24等也制定了和正在制定和納米技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準,其中有若干項標(biāo)準是有中國科技人員負責(zé)的。目前,中國科技人員在這些委員會里還有新的提案。但是在TC229里,我們目前還沒有提案,我們正在努力工作,爭取有中國的提案。目前,在我國標(biāo)準化工作是一種政府行為,要求企業(yè)、大學(xué)和研究院所的科技人員積極參與各項標(biāo)準化工作。從標(biāo)準化的原則上講,標(biāo)準化不會產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益,但當(dāng)標(biāo)準成為技術(shù)壁壘時,會對整個國家和社會產(chǎn)業(yè)巨大的影響,有時會帶來成千上萬的損失,這就是為什么美國、日本等國積極制定各種技術(shù)標(biāo)準,誰掌握了標(biāo)準的制定權(quán),誰就制裁了末來的產(chǎn)品市場。具體到納米標(biāo)準,由于處于幼年期和產(chǎn)品的不成熟期,標(biāo)準的產(chǎn)生和制定缺乏來源的動力,特別是一些工作仍處于基礎(chǔ)研究的階段,還未廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。在標(biāo)準化組織里,納米技術(shù)的標(biāo)準化工作基本上都是由發(fā)達國家牽頭開展,我國參與納米技術(shù)標(biāo)準的人還很少。這與我國納米科技的地位很不相稱,標(biāo)準化的首要目的是為了便利交換商品和服務(wù),消除貿(mào)易技術(shù)壁壘。我國科學(xué)家也應(yīng)該積極參與納米技術(shù)標(biāo)準化的研究和制定,以應(yīng)對美國、日本、歐盟等國對我國設(shè)置的標(biāo)準壁壘。

行業(yè)中國 - 開源多邦  新聞資訊 發(fā)表于:2009-12-23 10:43:

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