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納米標準化綜述

閱讀:1697        發布時間:2010-2-2

人們常說的納米技術主要是指在原子和分子刻度上的工程學問題,所涉及的尺度比人的頭發絲的直徑還要小大約1萬倍。據估計,2008年的納米技術市場可望達到290億美元,這必將促進諸如生物醫學、安全、環境、能源、材料和電子器件等領域的納米相關標準的積極發展。世界各國都逐漸認識到了納米標準的這種重要性,并紛紛建立相應的開發和研究機構來制定相關的納米標準,搶占納米市場的先機。因此,納米標準問題不僅僅是中國納米技術發展需要關注焦點之一,更是世界納米技術發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準化組織的納米相關標準的研究和制定工作進行介紹,以此來對世界納米標準化工作的現狀和趨勢進行總結和展望。 
 標準通常指由下面三個組織通過的標準,即:標準化組織(International Organization for Standardization-ISO)、電工委員會(International Electrotechnical Committee-IEC)和電信聯盟(International ecommunication Union-ITU)。其中ISO和IEC和納米技術有關系。發達國家和一些行業組織的標準也被各國認可的,我們也應當重視這些標準。
1.納米標準化現狀
1.1 標準化組織納米標準化委員會(ISO/TC229)委員會簡介
 ISO/TC229 的秘書處由英國標準協會(BSI)承擔,主席是英國的Peter Hatto教授博士,并由BSI的Jose Alcort擔任秘書。由包括我國在內的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委員會)、ISO/TC201(Surface chemical analysis表面化學分析技術委員會)、ISO/TC202(Mmicrobeam analysis微束分析技術委員會)、OECD(Organisation for Economic Co-operation and Development經濟合作與發展組織)等的其它標準化委員會和相應組織保持密切的,同時這些組織也積極參加ISO/TC229的活動。該委員會下設主席顧問委員會和三個工作小組。不同工作小組的工作側重點不同:
l         工作小組1(WG1):術語和命名法(Terminology and Nomenclature)
召集人:Dr Clive Willis(加拿大);主要工作重點:定義和發展在納米技術領域內明確的和統一的術語和命名法,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的需要,發展納米技術的測量、表征和測試方法標準。(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、安全和環境(Health, Safety and Environment)
召集人: Mr. Steven Brown(美國),主要集中在發展在納米技術中的涉及到健康、安全和環境方面的標準(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
納米技術標準化包括下列兩個或其中之一的納米技術的領域:
1. 理解和控制的物質或過程應在納米尺度范圍,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系的新穎功能,并可以應用的材料。
2. 可利用的納米尺度材料的性質是與單個的原子、分子以及大塊物質有區別的。納米尺度材料開發了材料、器件和系統新的性質。具體任務包括發展下列標準:術語和命名原則、計量學和儀器的使用 包括參考樣品的規格、測試方法學、計算模型的設計和模擬和基于科學的健康、安全和環境等問題。
 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、瑞士和美國等在內的24個ISO成員國的國家標準協會以及另外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。代表們對納米技術委員會的工作范圍進行了討論和歸納,并審查了其結構,每個國家都被給予了就委員會工作計劃所集中的領域提出建議的機會。在此次大會上還確立的一個原則:由于納米技術涉及許多學科,因此需要與許多其他ISO技術委員會和其他標準化組織進行聯絡和協調。
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選舉出來的其他國家會員組成。在工作組方面,技術委員會zui先在日本制定出“藍圖”、結構或者戰略,適時地制定出適當的標準。由于納米技術涉及許多學科,所以目前相關詞匯的定義比較隨意。隨著納米技術的成熟,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,結果可能會對商業和安全的要求產生不利的影響。因此,結構的制定對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。美國國內的許多機構都支持這些工作項目建議,并且把它提交給技術委員會,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,它們將成為相關工作組的主要工作內容。譬如:由英國提交和領導的、主要取自BSI的公開規格說明(PAS)71:2005詞匯表:納米微粒)的ISO/AWI TS 27687(納米微粒:術語和定義)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略計劃。在過去6個月的調查研究的基礎上,這次會議的主要工作項目由美國領導的第3工作組負責是第2個獲得批準的關于納米技術的職業健康和安全實務。在第二工作組,鼓勵日本、韓國和美國的國內機構提出關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展與其他組織之間的也是一項很重要的業務。
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的宏觀內容,如工作組的組織結構、戰略計劃和路線圖等。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委員會的成立工作,開始進入實質的標準制訂階段。
標準草案介紹
現在介紹目前ISO/TC229正在制定的幾個標準草案:
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的應用)
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——吸入銀納米顆粒產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生的方法)
4. ISO/AWI 10808 Nanotechnologies -- Monitoring silver nanoparticles in inhalation exposure chambers for inhalation toxicity testing(納米技術——在吸入暴露室中監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——術語和定義)
9. ISO/NP 29701 Nanotechnologies -- Endotoxin test on nanomaterial samples for in vitro systems(納米技術——體外系統的內納米材料樣品的細胞毒素內毒素測試分析)
ISO/TC229進入投票階段的標準草案:
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)(氣相色譜質譜聯用儀在單壁碳管表征中的應用)
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) (技術規范: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關系緊密的標準化委員會也已出版和正在制定與納米相關的一系列標準。
 1.2 電工委員會納米標準化組織(IEC/TC113)委員會簡介
2005年,在中國等國家的建議下,電工委員會標準化管理局(IEC/SMB)開始籌備成立納米相關的標準化技術委員會。2005年9月,IEC成立了納米技術咨詢平臺(Advisory Board Nanotechnology,ABN20),全國納米標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。經會議討論決定由美國的T. Chapin教授擔任IEC/SMB籌備成立的納米技術委員會主席,秘書處設在德國。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領域的有關納米技術標準,并與ISO/TC229配合與協調,避免重復制定標準。
IEC/TC113全體委員會會議
2007年3月,電工委員會納米技術委員會(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、與其它技術委員會的關系等(scope, item, relationship with other TC.etc)。會議同意了現有章程和組織結構,并且建立了兩個聯合工作組(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
章程中的一些細節予以保留,特別是關于工作路線、與其它技術委員會的關聯(roadmap,relationship with other TC),加拿大代表對于術語聯合工作組與
ISO/TC229之間關系持保留意見。值得一提的是,納米的安全與危害已經引起的關注。加拿大非政府組織ETC Group就關于納米危險標志進行了投票。這從側面表示了大家對納米技術的關心程度,并有利于促進納米安全和毒理性方面標準研究和制定工作。
 1.3 其它組織和國家的納米標準化工作
目前,世界各國在加大對納米技術研究投入的同時,也加大了納米領域標準化的工作力度,特別是歐、美、日等發達國家,很多已經建立了納米標準化機構,開展了系統的納米技術標準化工作。
美國
2005年美國試驗與材料協會(ASTM)成立了納米技術委員會E56,它主要負責制定與納米技術和納米材料相關的標準及技術規范,同時協調所有ASTM中與納米相關的委員會工作, 現有7個分技術委員會。*分技術委員會(E56-1)制定的ASTM E 2456《納米技術術語》(Standard terminology Relating to Nanotechnology)已通過審批發布,第二分技術委員會(E56-2)的相關8個納米標準正在制定之中。
歐盟
2004年3月,歐洲標準化委員會組建了一個技術管理局下設的一個臨時納米工作組CEN/BT/WG 166 (Technical Board Work Group)。2006年6月,CEN將其轉為正式的納米技術委員會(CEN/TC 352:Nanotechnologies)其主要任務是優先研究制定納米技術領域的名詞術語。為了適應納米技術標準化發展的需要,CEN決定成立“納米技術”技術委員會(CEN/TC352)。在技術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,根據ISO與CEN之間的維也納防議,CEN/TC352僅致力于ISO不考慮的標準化項目,目前已建立了4個納米標準化項目。
德國
德國在納米技術的長期規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,把更多的標準化、規范化項目納入資助范圍。英國英國標準化協會BSI于2004年6月成立了納米技術委員會(NTI/1:The UK National Committee for Nanotechnologies,并于2005年制定了世界*份納米術語規范。BSI向ISO建議成立納米技術的標準化委員會,得到了我國等國家的支持,并獲得了ISO/TC229及歐洲標準化組織CEN/TC352納米技術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還發展與納米相關的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
日本工業標準協會(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個關于單壁碳管/富勒烯(SWNT/ Fullerenes)的新項目提案。由通產省、文部科學省牽頭,由各行業協會具體負責,制定納米材料科研和產業的各項標準,目前已進入實質性階段。JISC還成立了關于納米技術標準化的路線圖的工作組。
 2. 納米標準化研究展望
納米技術被稱為以原子級度制造任何尺寸產品的技術,能夠利用正在更新發展中的技術和工具,將每一個原子和分子置于人們zui期望的位置,從zui根基上將產品制造出來。如果這種材料工藝得以實現,那么將帶來整個制造業的*革新,對經濟、社會、環境和軍事層面也具有同樣重大的意義。納米標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。在ISO中和納米技術有關的標準的制定不只是TC229,其他ISO的標準化技術委員會,如ISO/TC201,202,24等也制定了和正在制定和納米技術相關的標準,其中有若干項標準是有中國科技人員負責的。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,在我國標準化工作是一種政府行為,要求企業、大學和研究院所的科技人員積極參與各項標準化工作。從標準化的原則上講,標準化不會產生直接的經濟效益,但當標準成為技術壁壘時,會對整個國家和社會產業巨大的影響,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標準,誰掌握了標準的制定權,誰就制裁了末來的產品市場。具體到納米標準,由于處于幼年期和產品的不成熟期,標準的產生和制定缺乏來源的動力,特別是一些工作仍處于基礎研究的階段,還未廣泛應用于工業生產。在標準化組織里,納米技術的標準化工作基本上都是由發達國家牽頭開展,我國參與納米技術標準的人還很少。這與我國納米科技的地位很不相稱,標準化的首要目的是為了便利交換商品和服務,消除貿易技術壁壘。我國科學家也應該積極參與納米技術標準化的研究和制定,以應對美國、日本、歐盟等國對我國設置的標準壁壘。

行業中國 - 開源多邦  新聞資訊 發表于:2009-12-23 10:43:

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