现阶段,越来越多的研发活动专注于石墨烯的生产、加工和应用。有迹象表明,石墨烯下游应用的发展可能来自其在汽车、能源存储、复合材料和海水淡化等大型市场中占据市场份额的潜力。目前,石墨烯商业化的进程遇到很多限制和挑战,主要的五项挑战如下:① 质量稳定性,批次间石墨烯性能一致性的交付;② 石墨烯的不同类型、形式和性质的标准定义;③ 供应商提供石墨烯性能和生产方法的标准信息;④ 关于石墨烯与其他先进材料(如碳纳米管)相比价值的一致证据/数据;⑤ 石墨烯毒理学的知识。贯穿这些挑战的共同主线都与石墨烯信息的提供和石墨烯材料的质量有关,而这两者又和石墨烯标准有直接关联。所以,石墨烯标准对石墨烯商业化有很大影响,有助于制造商实现规模经济和提高安全性,增加最终用户和投资者的信心,并在整个供应链中提供高质量的产品。石墨烯标准也是创新过程的关键部分,因为它为石墨烯技术系统(如过程、方法和产品)建立了规范和要求。一种新型的先进材料,如石墨烯,可能受益于提高市场和供应链接受度的标准,这将最终推动此类材料的商业可行性。
因此,国际标准化组织(International Standard Organization,ISO)首先发布了第一个石墨烯国际标准——ISO/TS 80004-13:2017《纳米科技 术语 第13部分:石墨烯及相关二维材料》。该标准讨论了石墨烯及其他二维材料的定义,以及生产方法、性能和表征的术语。虽然我国在石墨烯的标准制定方面仍处于早期阶段,但是也取得一定进展。通过全国标准信息公共服务平台查询并统计石墨烯已经发布和实施的国家标准、行业标准、地方标准、团体标准的数量,统计结果如图3-31所示。截至2019年7月,我国已发布和实施的石墨烯国家标准1项、行业标准0项、地方标准11项、团体标准8项。另外,已经网上公示的处于起草阶段的国家标准有7项,正在征求意见阶段的国家标准有1项,正在批准阶段的国家标准有2项,已经立项的团体标准有7项。
图3-31 石墨烯标准的数量统计结果
虽然石墨烯标准已取得了一定进展,但是还远远不能满足快速发展的石墨烯市场需求,还需要进一步优化石墨烯标准体系,设计适用于石墨烯产业的原料标准、生产工艺标准、设备标准等,开发成本不宜过高的石墨烯产品的分析、表征技术和方法,建立石墨烯行业相关的健康和安全标准以解决石墨烯的制造和回收。石墨烯标准对于规范石墨烯市场、推动石墨烯产业发展具有重大意义。