石墨烯联盟新发布两项团体标准,助力石墨烯产业高质量发展


202161日,中关村华清石墨烯产业技术创新联盟(以下简称石墨烯联盟)正式发布TCGIA 003-2021《石墨烯产业技术创新成熟度评价指南》和TCGIA 034-2021《石墨烯抗菌防护口罩》2项团体标准,以期为石墨烯产业高质量提供新的有力支撑。

该两项标准的制定具有开创性。《石墨烯产业技术创新成熟度评价指南》团体标准,突破了以往“技术成熟度”单一评价思维,新材料要想实现产业化、商品化,必须要把技术成熟和商业应用放在同等高度一并考虑,因此从“技术创新”角度进行全新评价,是新材料领域评价创新之举。《石墨烯抗菌防护口罩》团体标准,首次创立了“双95”新型口罩,不仅过滤效果大于95%,而且主动抑菌效果亦大于95%。该标准的发布,不仅用高标准保障石墨烯口罩的高品质供给,同时也用高标准为我国打造新型口罩品牌奠定坚实的基础!

今年,石墨烯联盟将组织有关单位推动标准的落地实施。如需要标准文本的,请与石墨烯联盟秘书处联系(13811062632standard@c-gia.org)。

TCGIA 003-2021《石墨烯产业技术创新成熟度评价指南》简介

2010石墨烯发现者获得“诺奖”前后,我国正式开启石墨烯产业化之路,目前已成为石墨烯研究和应用开发最为活跃的国家之一。石墨烯材料作为一种新兴材料,是典型的“从01”创新型产业,国内外无任何成熟产品和应用路径可供借鉴。随着石墨烯材料在各个应用领域逐渐落地生花,石墨烯产业化进展处于什么水平?应用情况如何?在未来国际竞争中我国石墨烯产业要更加注重什么才能有利于形成发展核心竞争力,才能行稳致远?这一系列事关石墨烯产业发展的重大问题,一直备受政府和社会各界关注。

上世纪70年代,美国国防部首先提出“技术成熟度”评价方法并在美国国防武器装备采办中发挥了重要作用,随后该方法被应用到其他领域,并传播到世界各国。2013年,国际标准化组织(ISO)首次发布ISO 16290:2013《航天系统:技术成熟度等级及评价准则定义》,进一步标志着技术成熟度方法在世界范围内得到广泛认可。在我国,技术成熟度评价方法得到了高度重视,航天、航空、武器装备等领域的重大工程都得到了采用并建立了相应评价标准。2018年,我国发布了《新材料技术成熟度等级划分及定义》(GB/T 37264-2018)国家标准,该标准为新材料领域的技术成熟度评价提供了一种通则化的参考。

“技术成熟度”概念发源于航天航空领域可以看出,其评价的重点是从单一技术维度评判某项产品的开发应用情况,其更关注的是技术成熟或成功,并不需要对技术本身的经济性和市场推广性给予太多的考虑,这符合航天航空等国家战略性工程的需求特征。然而,将“技术成熟度”思维简单照搬到新材料等民用产品,这显然是不符合现代产业发展规律。新材料要想实现产业化、商品化,必须要把技术成熟和商业应用放在同等高度一并考虑,这样的产业才有出路。基于此,中关村华清石墨烯产业技术创新联盟提出了“石墨烯产业技术创新成熟度评价指南”标准,不仅评判技术成熟,更要基于应用需求进行评判技术的创新性和商业回报性,这对正确引领石墨烯企业如何降低石墨烯材料产业化中的研发风险,防止走弯路、走回头路,都具有十分重要的指导作用。

总结分析包括石墨烯材料在内的各类纳米材料产业化历程,以及归纳国内部分优秀新材料企业的产业化成功经验发现,由于新材料的开发和应用长时间处于研发和产业化并举的发展模式,企业对产业化的过程认知已经不再停留在传统的由小到大、由简单到复杂的放大模式(实验室阶段-工程化阶段-产业化阶段);不再停留在产业化的过程就是材料制备本身的过程;不再停留在先产品、后标准的商业推广方法。新材料不断发展的新业态、新模式、新方法,对新材料或具体到石墨烯材料的成熟度评价而言,产生了很多新的认知和评价方式。

本标准基于以下几点重要认知,建立了石墨烯材料技术创新成熟度的评价指南:

——新材料产业正遵循着“概念提出、技术验证、产品实现和商业应用”产业化新路径;

——新材料的技术研发、专利布局和标准研制协同发展模式;

——应用决定成败,将应用需求贯穿产业化全程,建立新材料的技术创新成熟度评价要基于应用为导向的评价方法;

——技术成熟不等于产业化成功,新材料创新要以创造商业价值为最终评判依据。

以往,传统材料领域的标准化通常遵循先产品、后标准的工作逻辑,成熟的产品才能制定标准。鉴于石墨烯材料的新业态、新形势,以及标准化在推动新技术发展、促进科技转化为生产力方面有着重要的支撑作用,需要在新材料的研制过程中及时开展标准研制和专利布局同步协调,将会充分发挥标准的支撑引领作用。这也是标准化领域的一个重大命题。石墨烯联盟一直关注和开展这方面的探索和实践,提出了系列新理念、新模式、新方法。在取得的新认知和实践基础上,本标准在产业化各阶段如何开展标准和专利布局提供了相应的建议。

该标准由中关村华清石墨烯产业技术创新联盟牵头,联合中关村巨加值科技评价研究院、深圳华烯新材料有限公司、山东国瓷功能材料股份有限公司、烯旺新材料科技股份有限公司、华侨大学、中国标准化研究院、宁波石墨烯创新中心有限公司、中国科学院山西煤炭化学研究所、江苏杉元科技有限公司、江苏天奈科技股份有限公司、新奥石墨烯技术有限公司、海尔智家生态平台超前创新中心、江苏清大际光新材料有限公司、北京市理化分析测试中心等单位共同制定。

TCGIA 034-2021《石墨烯抗菌防护口罩》简介

口罩在人类抗击新冠疫情(COVID-19)的伟大斗争中已被充分证明是保护健康、阻隔病毒传播最有效工具之一。未来,随着全球气候持续变暖,各种新型病毒有可能从自然界中不断释放、危害人类,口罩必将继续发挥着重要作用。

口罩按防护效果可大致有两类,一类是平面型防护口罩(对应的标准如GB/T 32610-2016《日常防护型口罩技术规范》),另一类是KN95(或N95)式防护口罩(对应的标准如GB 2626-2019《呼吸防护 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》)。随着后疫情时代常态化防控措施的落实,两类口罩的未来发展需求不尽相同。平面型口罩由于使用量极大,其每日废弃产生的大量垃圾处理是不可回避的问题,因此未来使用可降解的材料制备该类口罩是重要发展趋势。对于KN95式防护口罩,其使用环境主要为有一定病毒传播风险的场所,佩戴者主要是医院、机场、火车站等公共场所的工作人员等,其对KN95式口罩的舒适性和功能化方面有着更高的需求。在新冠疫情期间,这类口罩存有的不足被多次报道,主要表现为:(1)呼吸阻力大,长时间佩戴可能造成佩戴者肺功能损伤;(2)使用时效短,口罩保持有效过滤效率(≥95%)的工作时长仅有12小时;(3)只有单一过滤阻隔功能,无主动抗菌杀病毒作用;外部病原体只被物理阻隔在口罩表面并不断富集,存在二次感染传播的风险。

本标准是针对KN95式防护口罩制定相应的新型标准。科技是不断提高人类抗疫能力的有力武器,石墨烯材料作为一种新兴纳米材料,具有超大的比表面积和优异的抗菌、抗病毒功效,应用石墨烯材料改性的熔喷布、纺粘布等制作的新型石墨烯防护口罩(简称石墨烯口罩),与传统口罩相比,展现出高效低阻、主动抗菌、抗病毒、工作时效长等多重优势。鉴于石墨烯口罩展现出的独特优势和未来口罩发展需求,中关村华清石墨烯产业技术创新联盟自20204月初即组织国内相关单位共同开展《石墨烯抗菌防护口罩》团体标准研制工作,通过标准对比、专利分析、文献调研以及石墨烯口罩样品摸底测试、生物安全性测试等系列工作,提出制定了“过滤+抗菌”功效均大于95% 的新型口罩标准(“双95”口罩),以期为新型石墨烯口罩高质量供给提供技术支持,为新型石墨烯口罩品牌建立保驾护航。

本标准规定的技术要求,在符合防护型口罩相关强制性标准全部技术指标要求的基础上,结合石墨烯口罩的新功能新特点以及新材料应用可能带来的潜在生物安全性等问题,建立或新增了新的技术指标要求,且遵循“从优不从众”原则确定。本标准的制定不仅可为石墨烯口罩的高质量供给提供检验依据,同时对防护型口罩升级换代发挥着重要的引领作用。

GB 26262019《呼吸防护 自吸过滤式防颗粒物呼吸器》相比,本文件新增的主要技术要求有:

——鉴于石墨烯新材料的应用及其安全性考虑,增加微生物指标及皮肤刺激试验、迟发性超敏反应试验、急性经口毒性试验和抗菌物质溶出试验技术指标;提出了石墨烯材料迁移量、石墨烯材料毒理评价(吸入毒性)、可萃取重金属含量等生物安全性相关的评价要求;

——对于石墨烯口罩的新功能,建立石墨烯材料定性分析、口罩抗菌率、抗菌稳定性、抗病毒率、有效持续使用时长等口罩新功能评价指标体系;

——基于石墨烯口罩的高效过滤等特点,提高了口罩的过滤效率(油性及非油性)和呼、吸气阻力要求,满足口罩佩戴者舒适性和防护需求;

——鉴于石墨烯口罩在医用环境下更具使用优势,医用防护型口罩增加细菌过滤效率、环氧乙烷残留量、表面抗湿性和合成血液渗透4项技术指标的要求。

本标准由山东圣泉新材料股份有限公司和中关村华清石墨烯产业技术创新联盟联合牵头,上海超碳石墨烯产业技术有限公司、深圳华烯新材料有限公司、北京石墨烯技术研究院、宁波石墨烯创新中心有限公司、江苏清大际光新材料有限公司、陕西金丰科技有限公司、新奥石墨烯技术有限公司、烯旺新材料科技股份有限公司、北京市理化分析测试中心等单位共同参与研制。

中关村华清石墨烯产业技术创新联盟

中关村华清石墨烯产业技术创新联盟自2015年依法注册成立后,积极开展了石墨烯等纳米新材料的团体标准、国家标准和国际标准的研究和制定工作,现已成为国内开展石墨烯团体标准化工作最早、参与人数最多、最具行业影响力的团体组织。联盟发布的《石墨烯材料术语和代号》团体标准是国内外首个发布的石墨烯术语标准,其中确定的“石墨烯材料”术语在行业得到高度认可和广泛使用;组织制定了多项石墨烯相关产品和方法团体标准,主持制定了碳纳米管、纳米二氧化钛、气相二氧化硅等多项国际标准。通过国内和国际多层次、多领域的丰富实践,创新性提出了“从优不从众”标准化新理念,提出建立“产品研发、专利布局、标准研制”同步联动的新型标准研制模式,在多个相关标准中得到成功应用。多次被市场监管总局国家标准技术审评中心、广州苏州等市场监管局和其他协会联盟组织邀请介绍团体标准和国际标准化实践经验。

联系方式:

戴石锋 13811062632

丁苗苗 13381083669

邮箱:

standard@c-gia.org