標(biāo)準(zhǔn)是引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的靈魂，標(biāo)準(zhǔn)化水平的高低則反映了一個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力乃至綜合實(shí)力的強(qiáng)弱。英國(guó)國(guó)家物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室（NPL）國(guó)家石墨烯計(jì)量中心首席科學(xué)家郝玲教授日前在接受記者專訪時(shí)指出，要真正把石墨烯應(yīng)用到產(chǎn)業(yè)中必須經(jīng)過(guò)“四部曲”：即對(duì)材料和器材進(jìn)行表征測(cè)量、提出計(jì)量方法、制訂標(biāo)準(zhǔn)，最后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)材料和產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目前正處于關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，只有建立和遵循完善的標(biāo)準(zhǔn)化體系，才能最終保證產(chǎn)品達(dá)到所設(shè)計(jì)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量控制，促進(jìn)中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)安全、有序和健康地發(fā)展。
制定標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)研究先行
任何標(biāo)準(zhǔn)的制定都始于基礎(chǔ)研究，石墨烯標(biāo)準(zhǔn)化體系的建立也不例外。郝教授介紹，首先要進(jìn)行石墨烯相關(guān)材料的基礎(chǔ)研究，公開發(fā)表研究成果并獲得學(xué)術(shù)界廣泛認(rèn)可，之后才能提出石墨烯標(biāo)準(zhǔn)的“實(shí)踐建議書”，下一步才是提交“石墨烯標(biāo)準(zhǔn)草案”。國(guó)際石墨烯標(biāo)準(zhǔn)的制定，則需要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）和國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)草案進(jìn)行修改、比對(duì)和投票；每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的制定至少歷時(shí)1至2年。
石墨烯標(biāo)準(zhǔn)可分為兩種，第一種是測(cè)量方法，即怎么做；第二種是提供信息——像“石墨烯”定義那樣，僅指出什么是石墨烯但并不提供制備方法；從標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)來(lái)看，可以分為國(guó)際級(jí)、國(guó)家級(jí)和工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定“正在進(jìn)行時(shí)”
兩大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO和IEC，目前正在共同負(fù)責(zé)制定石墨烯國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。郝教授介紹說(shuō)，ISO負(fù)責(zé)制定的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)包括石墨烯術(shù)語(yǔ)的定義和檢測(cè)方法，其中石墨烯術(shù)語(yǔ)的定義是由NPL領(lǐng)導(dǎo)；由納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)（JW1）具體負(fù)責(zé)的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)目前也正在討論之中。IEC則負(fù)責(zé)制定石墨烯的性能檢測(cè)方法，包括石墨烯結(jié)構(gòu)表征、電性能表征等6項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。近期還將會(huì)有新的標(biāo)準(zhǔn)被列入ISO和IEC的討論之中。在目前正在制定的所有石墨烯標(biāo)準(zhǔn)中，石墨烯的定義和術(shù)語(yǔ)最為重要，只有以此為基礎(chǔ)，才能對(duì)石墨烯的其他性能進(jìn)行表征。
她進(jìn)一步介紹說(shuō)，石墨烯的一些性能對(duì)溫度、濕度等外界環(huán)境極其敏感，特別是石墨烯傳感器更為敏感。因此從應(yīng)用角度來(lái)講，可以通過(guò)使石墨烯功能化來(lái)穩(wěn)定其上述性能，或者使其僅對(duì)某種外界環(huán)境因素敏感。上述石墨烯的特性只有在單層石墨烯的理想狀態(tài)下才能具備，但在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中更多的是非理想狀態(tài)。因此，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中石墨烯術(shù)語(yǔ)所涉及的范圍很廣，包括單層石墨烯、雙層石墨烯和石墨烯片等。在ISO主導(dǎo)下、由NPL具體領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)工作已經(jīng)持續(xù)了近3年，有望于今年公布。
NPL引領(lǐng)全球石墨烯標(biāo)準(zhǔn)研究
英國(guó)是石墨烯的“誕生國(guó)”，政府在石墨烯基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化方面投入了大量資金，它早在2008年就資助國(guó)家物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室對(duì)石墨烯的性能表征和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，并于2015年建立了英國(guó)“國(guó)家石墨烯計(jì)量中心”。NPL有關(guān)“量子霍爾效應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)為石墨烯發(fā)現(xiàn)和研究者榮獲2010年諾貝爾獎(jiǎng)提供了關(guān)鍵性證據(jù)。
郝教授介紹說(shuō)，世界上最具權(quán)威的國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)研究和參與制定機(jī)構(gòu)主要有三家：NPL、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院（NIST）和德國(guó)聯(lián)邦物理技術(shù)研究院（PTB），而在石墨烯計(jì)量和標(biāo)準(zhǔn)研究方面NPL是領(lǐng)頭羊。NPL致力于制定“一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”（即量子標(biāo)準(zhǔn)），在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)中它擔(dān)當(dāng)領(lǐng)導(dǎo)者和參與者雙重角色；在英國(guó)它在參與制定石墨烯國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，還與英國(guó)國(guó)家石墨烯研究院（NGI）建立了戰(zhàn)略伙伴關(guān)系，通過(guò)將“一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”轉(zhuǎn)化為“二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”，指導(dǎo)NGI制定英國(guó)的石墨烯工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，雙方正聯(lián)合制定英國(guó)的“石墨烯標(biāo)準(zhǔn)白皮書”。
NPL積極推進(jìn)與中國(guó)石墨烯標(biāo)準(zhǔn)化合作
在石墨烯標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)方面，積極推進(jìn)與中國(guó)的戰(zhàn)略合作，是郝玲教授領(lǐng)導(dǎo)的NPL國(guó)家石墨烯計(jì)量中心的另一工作重心。目前，NPL已分別與中國(guó)計(jì)量研究院、北京中關(guān)村豐臺(tái)科技園建立了戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，其重點(diǎn)是加強(qiáng)與后者在石墨烯及二維材料特性標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)、計(jì)量方面的合作，現(xiàn)已建立了石墨烯電性能表征和熱性能表征等4個(gè)國(guó)際檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室。
在郝玲教授看來(lái)，標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)對(duì)于石墨烯產(chǎn)業(yè)化極為重要。NPL把與北京中關(guān)村豐臺(tái)科技園的戰(zhàn)略合作當(dāng)作一個(gè)“平臺(tái)和窗口”，借助于NPL的理念和先進(jìn)檢測(cè)方法，通過(guò)設(shè)施建設(shè)、人員交流和培訓(xùn)指導(dǎo)等具體合作方式，推動(dòng)中國(guó)石墨烯工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系的建設(shè)。
中國(guó)是石墨烯資源大國(guó)，儲(chǔ)量占全球的70%左右。郝玲教授認(rèn)為，中國(guó)民間對(duì)石墨烯投資熱情高漲；但從中英企業(yè)界的合作實(shí)踐來(lái)看，中國(guó)企業(yè)要真正走向國(guó)際化，就必須建立和遵循完善的石墨烯標(biāo)準(zhǔn)化體系，只有這樣才能保障企業(yè)出口的石墨烯原材料及產(chǎn)品的質(zhì)量，真正吸引國(guó)際進(jìn)口商，從而保障中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)的安全、有序和健康發(fā)展。
