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自4月1日起，納米碳酸鈣、納米氧化鋅、納米二氧化鈦、納米鎳粉及納米材料術(shù)語(yǔ)和兩項(xiàng)納米材料的檢測(cè)方法等7項(xiàng)納米材料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)即將實(shí)施。一段時(shí)間以來(lái)，從納米產(chǎn)品不再霧里看花，納米招牌不能隨便亂掛，納米材料不再真假難辨等話題頻繁出現(xiàn)的報(bào)道上，可以看出人們對(duì)有關(guān)納米標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的熱切期待。
標(biāo)準(zhǔn)給出了判斷真“納米”和偽“納米”的依據(jù)。本文重點(diǎn)解讀7項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)中的4項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。解讀的內(nèi)容也主要是4項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)大致對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品類別，以及目前納米產(chǎn)品存在的主要問(wèn)題，力求給讀者一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。
四項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)多個(gè)行業(yè)
納米碳酸鈣應(yīng)用最成熟的行業(yè)是塑料工業(yè)，主要應(yīng)用于高檔塑料制品
納米碳酸鈣又稱超微細(xì)碳酸鈣，標(biāo)準(zhǔn)的名稱即超細(xì)碳酸鈣。納米碳酸鈣應(yīng)用最成熟的行業(yè)是塑料工業(yè)，主要應(yīng)用于高檔塑料制品。用于汽車(chē)內(nèi)部密封的ＰＶＣ增塑溶膠，可改善塑料母料的流變性，提高其成型性。用作塑料填料具有增韌補(bǔ)強(qiáng)的作用，提高塑料的彎曲強(qiáng)度和彎曲彈性模量，熱變形溫度和尺寸穩(wěn)定性，同時(shí)還 賦予塑料滯熱性。
納米碳酸鈣用于油墨產(chǎn)品中體現(xiàn)出了優(yōu)異的分散性和透明性和極好的光澤，及優(yōu)異的油墨吸收性和高干燥性。納米碳酸鈣在樹(shù)脂型油墨中作油墨填料，具有穩(wěn)定性好，光澤度高，不影響印刷油墨的干燥性能，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
造紙業(yè)是納米碳酸鈣最具開(kāi)發(fā)潛力的市場(chǎng)。目前，納米碳酸鈣還主要用于特殊紙制品，如女性用衛(wèi)生巾、嬰兒用尿不濕等。納米活性碳酸鈣作為造紙?zhí)盍暇哂幸韵聝?yōu)點(diǎn)：高蔽光性、高亮度，可提高紙制品的白度和蔽光性；高膨脹性，能使造紙廠使用更多的填料而大幅度降低原料成本；粒度細(xì)小、均勻，制品更加均勻、平整；吸油值高，能提高彩色紙的顏料牢固性。
納米碳酸鈣在涂料工業(yè)作為顏料填充劑，具有細(xì)膩、均勻、白度高、光學(xué)性能好等優(yōu)點(diǎn)。納米級(jí)超細(xì)碳酸鈣具空間位阻效應(yīng)，在制漆中，能使配方中密度較大的立德粉懸浮，起防沉降作用。制漆后，漆膜白度增加，光澤度高，而遮蓋力卻不降低，主要用于高檔轎車(chē)漆。
橡膠工業(yè)是納米碳酸鈣的主要應(yīng)用市場(chǎng)之一。添加納米碳酸鈣的橡膠，其硫化膠伸長(zhǎng)率、撕裂性能、壓縮變形和耐屈擾性能，都比添加一般碳酸鈣的高。加入用樹(shù)脂酸處理的納米碳酸鈣后，有些橡膠制品撕裂強(qiáng)度提高4倍以上。
納米碳酸鈣在飼料行業(yè)中可作為補(bǔ)鈣劑，增加飼料含鈣量；在化妝品中使用，由于其純度高、白度好、粒度細(xì)，可以替代鈦白粉。
納米氧化鋅是橡膠和輪胎工業(yè)必不可少的添加劑，也用作天然橡膠、合成橡膠及膠乳的硫化活性劑和補(bǔ)強(qiáng)劑以及著色劑
氧化鋅是橡膠和輪胎工業(yè)必不可少的添加劑，也用作天然橡膠、合成橡膠及膠乳的硫化活性劑和補(bǔ)強(qiáng)劑以及著色劑。納米氧化鋅用于橡膠中可以充分發(fā)揮硫化促進(jìn)作用，提高橡膠的性能，其用量?jī)H為普通氧化鋅的30%～50%。
在化學(xué)工業(yè)中，氧化鋅被廣泛用作催化劑、脫硫劑，如合成甲醇時(shí)作催化劑，合成氨時(shí)作脫硫劑；納米氧化鋅的表面高活性可以提高催化劑的選擇性能和催化效率，具有廣泛的潛在應(yīng)用市場(chǎng)。
在涂料工業(yè)中，氧化鋅除了具有著色力和遮蓋力外，又是涂料中的防腐劑和發(fā)光劑；此外，納米氧化鋅優(yōu)異的紫外線屏蔽能力使其在涂料的抗老化等方面具有較為突出的特性。
在醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)中，氧化鋅具有拔毒、止血、生肌收斂的功能，也用于橡皮膏原料，而且對(duì)于促進(jìn)兒童智力發(fā)育具有幫助；納米氧化鋅用于食品衛(wèi)生行業(yè)的需求在逐步擴(kuò)大，但是產(chǎn)品要求也比較嚴(yán)格，尤其是有害的重金屬元素含量。
在玻璃工業(yè)中，氧化鋅用在特種玻璃制品中；在陶瓷工業(yè)中，氧化鋅用作助熔劑；在印染工業(yè)中，氧化鋅用作防染劑；納米氧化鋅由于顆粒細(xì)、活性高，可以降低玻璃和陶瓷的燒結(jié)溫度，此外利用納米氧化鋅制備的陶瓷釉面更加光潔，而且具有抗菌、防酶、除臭等功效。
在電子工業(yè)中，氧化鋅既是壓敏電阻的主原料，也是磁性、光學(xué)等材料的主要添加劑。采用納米氧化鋅制備壓敏電阻，不僅具有較低的燒結(jié)溫度，而且壓敏電阻性能得到提高，如通流能力、非線性系數(shù)等。納米氧化鋅在光學(xué)器件中的應(yīng)用將隨著納米氧化鋅光學(xué)性能的深入研究會(huì)取得比較大的突破。
納米二氧化鈦具有十分寶貴的光學(xué)性質(zhì)，在汽車(chē)工業(yè)及諸多領(lǐng)域都展示出美好的發(fā)展前景。
納米二氧化鈦具有十分寶貴的光學(xué)性質(zhì)，在汽車(chē)工業(yè)及諸多領(lǐng)域都展示出美好的發(fā)展前景，是一種用量雖小，但附加值甚高的超精細(xì)化工原料。納米二氧化鈦還具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、無(wú)毒性、非遷移性，且完全可以與食品接觸。
納米二氧化鈦由于其優(yōu)異的紫外線屏蔽作用、透明性以及無(wú)毒等特點(diǎn)，使其成為生產(chǎn)防曬霜類護(hù)膚產(chǎn)品、食品包裝材料、農(nóng)用塑料薄膜、天然和人造纖維等的理想材料。而其最重要、最有前景的用途是用于汽車(chē)涂裝業(yè)中的效應(yīng)顏料，納米二氧化鈦添加在轎車(chē)用的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的顏色效應(yīng)，深受汽車(chē)配色專家的偏愛(ài)，從1987年首次使用后，到1991年世界上已有11種含有納米二氧化鈦的金屬閃光轎車(chē)面漆被應(yīng)用。目前，僅我國(guó)轎車(chē)年產(chǎn)量就超過(guò)198萬(wàn)輛，因此對(duì)含有納米二氧化鈦的金屬閃光轎車(chē)面漆將有很大的需求量。此外，納米二氧化鈦還可用作樹(shù)脂油墨的著色劑、硅橡膠的補(bǔ)強(qiáng)劑、固體潤(rùn)滑劑的添加劑等。納米二氧化鈦還廣泛用作光敏催化劑、吸附劑。
納米二氧化鈦在環(huán)境治理中也有著廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用于大氣中氮氧化物的分解袪除、除臭氣、殺菌和表面自清潔等方面。
納米鎳粉有軍事用途和民事用途
納米鎳粉有軍事用途和民事用途。民用方面主要在計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)。把超細(xì)鎳粉材及玻璃粉末分散在有機(jī)溶劑中制成導(dǎo)電膠，把這種導(dǎo)電膠通過(guò)印刷網(wǎng)版印刷到陶瓷基片上，導(dǎo)電膠作為電子線路元件之間的導(dǎo)體，用納米鎳粉要比用其他材料便宜得很多。
將納米鎳粉燒結(jié)成多孔而輕質(zhì)的海綿體，作為一個(gè)電極，在海綿體內(nèi)部敷蓋金屬氧化物為絕緣層，并充添導(dǎo)電金屬作為另一個(gè)電極，利用納米材料的大比表面積制成超大容量的電容器。同樣的道理，納米鎳粉還可以應(yīng)用在燃料電池上，但還沒(méi)有制成以直徑在100nm以下的鎳粉為原材料產(chǎn)品的報(bào)道，可以肯定的是，這是一個(gè)非常光明的前景。
納米鎳粉在活化燒結(jié)中也有應(yīng)用，只不過(guò)成本較高。還可以應(yīng)用于原子能工業(yè)、電子工業(yè)、發(fā)酵及醫(yī)療等行業(yè)，并可作為金屬、玻璃、陶瓷等的焊接材料。把納米的鎳粉和銅粉混合到纖維原液中，噴出0.1mm的絲，經(jīng)紡織后可作為寒冷地帶的保溫服，這已經(jīng)有一定量的應(yīng)用。在其他方面，納米鎳粉還可應(yīng)用在陰極射線管的吸氣劑，顏料和涂層，金剛石切割工具的胎體粉，磁性材料，電子元件方面等等。
“四個(gè)避免”看實(shí)施
我國(guó)有不少納米粉體生產(chǎn)線的產(chǎn)能已居世界領(lǐng)先地位，市場(chǎng)需求巨大，產(chǎn)業(yè)化前景廣闊。但也出現(xiàn)了納米產(chǎn)品滿天飛的混亂局面。標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施在即，其引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)化、規(guī)范市場(chǎng)秩序的效果如何，要看是否能夠達(dá)到以下目的：
一、避免概念炒作。人們對(duì)納米產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)應(yīng)統(tǒng)一到納米標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)。什么是納米尺度、納米材料、納米技術(shù)以及納米纖維、納米薄膜等等，在術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)明確。如納米尺度，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布前有兩種說(shuō)法， 0.1nm～100 nm或1nm～100 nm，標(biāo)準(zhǔn)采用了后者。如此表述明確的說(shuō)法在術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)中就有66種。在經(jīng)過(guò)權(quán)威部門(mén)檢測(cè)，符合標(biāo)準(zhǔn)的就是納米材料，否則就不能冠以納米的字樣。
二、避免不正確地選材與混用。以往納米產(chǎn)品牌號(hào)混雜，類別交叉不清。標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定各類產(chǎn)品的牌號(hào)與表示方法，同時(shí)有些標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分類也有明確的規(guī)定。如在納米氧化鋅的標(biāo)準(zhǔn)中將產(chǎn)品分為3類，各類的主要用途不同，不同的用戶及購(gòu)買(mǎi)者可以根據(jù)需要選擇使用，以達(dá)到物盡其用。
三、避免產(chǎn)品性能評(píng)判尺度的不統(tǒng)一。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同生產(chǎn)方法甚至相同的生產(chǎn)方法得到的產(chǎn)品，其性能指標(biāo)不一致、不統(tǒng)一。標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，不論采用哪一種方法，但性能指標(biāo)都統(tǒng)一要求。例如納米鎳粉可以采用羰基法、水熱氫還原法、等離子法、電爆炸法、共沉淀法5種方法生產(chǎn)，但性能指標(biāo)要達(dá)到規(guī)定統(tǒng)一的要求。
四、避免檢測(cè)方法的不一致。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，都規(guī)定了相應(yīng)的試驗(yàn)方法、步驟以及檢驗(yàn)規(guī)則。這就避免了各方采用的測(cè)試方法不一致，而得出的結(jié)果沒(méi)有可比性的情況。只有規(guī)范測(cè)定方法，得出的結(jié)果才是科學(xué)與可信的，才能體現(xiàn)真正的納米產(chǎn)品的屬性。
當(dāng)然，無(wú)論引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)還是規(guī)范市場(chǎng)，現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)還不夠，建議有關(guān)方面加大納米標(biāo)準(zhǔn)制定的力度，出臺(tái)更多的納米材料標(biāo)準(zhǔn)，以盡早形成我國(guó)的納米材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。至于生產(chǎn)方面的準(zhǔn)入制度，市場(chǎng)方面的認(rèn)證制度等措施，有關(guān)方面也應(yīng)盡早考慮。我們已經(jīng)得了標(biāo)準(zhǔn)的先機(jī)，如果失去市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)化的先機(jī)，那是無(wú)法對(duì)自己、對(duì)國(guó)家、對(duì)后代交待的。
背 景
標(biāo)準(zhǔn)背后是扎實(shí)的科研基礎(chǔ)
納米冰箱、納米洗衣機(jī)、納米絲綢，以至納米水、納米油……近年來(lái)，想找出一種還沒(méi)有和“納米”搭上界的產(chǎn)品，恐怕不是一件容易的事。偽“納米”鋪天蓋地，但“納米”卻是真實(shí)的。7項(xiàng)納米材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)專家提出的種種信息，給出了辨別真?zhèn)巍凹{米”的依據(jù)。
標(biāo)準(zhǔn)起草人、天津化工研究設(shè)計(jì)院標(biāo)準(zhǔn)理化所所長(zhǎng)劉幽若介紹了制定標(biāo)準(zhǔn)調(diào)研過(guò)程中得到的各類納米材料的信息：1999年，發(fā)達(dá)國(guó)家納米碳酸鈣消費(fèi)量約40萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2005年將達(dá)到70萬(wàn)噸。2005年，我國(guó)納米碳酸鈣在塑料制品中的消費(fèi)量可望達(dá)到5萬(wàn)噸，在高檔油墨制品中的消費(fèi)量將達(dá)到1萬(wàn)噸，衛(wèi)生巾領(lǐng)域的消費(fèi)量將達(dá)到1萬(wàn)噸，轎車(chē)漆所需納米碳酸鈣約8000噸，橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑市場(chǎng)的消費(fèi)量將達(dá)到5000噸，總需求量將達(dá)到8萬(wàn)噸以上。2001年，國(guó)內(nèi)納米氧化鋅材料的生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到4000噸，許多廠家從那時(shí)開(kāi)始醞釀著建立生產(chǎn)線。此后的兩年，廠家和產(chǎn)量都有大幅度增加，2005年生產(chǎn)規(guī)模將達(dá)到10000噸。目前，我國(guó)除臺(tái)灣外，應(yīng)用納米鎳粉制成產(chǎn)品很少，全球納米鎳粉的實(shí)際最大年生產(chǎn)能力為2000～2500噸。納米二氧化鈦從1987年首次使用后，到1991年世界上已有11種含有納米二氧化鈦的金屬閃光轎車(chē)面漆被應(yīng)用。我國(guó)僅轎車(chē)面漆一項(xiàng)對(duì)含有納米二氧化鈦的金屬閃光面漆就有很大的需求。
劉幽若說(shuō)，7項(xiàng)納米材料標(biāo)準(zhǔn)是世界上首次發(fā)布的納米材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)起草過(guò)程中的調(diào)研十分扎實(shí)。作為制定標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)方面依據(jù)，這些數(shù)據(jù)應(yīng)該是可信的。
標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)將改變納米材料市場(chǎng)的無(wú)序
全國(guó)納米材料標(biāo)準(zhǔn)化工作組組長(zhǎng)、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院副院長(zhǎng)王麗敏將“納米”產(chǎn)品的商業(yè)性炒作歸結(jié)成三種情況。
一是市場(chǎng)上有些產(chǎn)品根本不是納米的產(chǎn)品，只是盜用納米的“招牌”，欺騙消費(fèi)者。近一段時(shí)間媒體上報(bào)道的不僅能對(duì)高血壓、糖尿病、老年癡呆、皮膚過(guò)敏等十幾種疾病產(chǎn)生顯著療效的“納米水”當(dāng)屬此類。
二是有些“納米商品”還不是真正意義上的“納米產(chǎn)品”。他們僅是在制造產(chǎn)品的某些原料上使用了納米材料，例如，納米電器僅是在門(mén)的PVC板上采用了納米抗菌涂料，這種情況是否可以冠以納米電器，有待于商榷。
三是有些應(yīng)用了納米材料的產(chǎn)品廠家，也同樣面臨著“炒概念”、“偽納米”等種種質(zhì)疑和非議。這是由于納米技術(shù)及產(chǎn)品的高技術(shù)特征，一般消費(fèi)者無(wú)法用肉眼及一般方法鑒別其真?zhèn)危词故菍＜遥挥脤ｉT(mén)的儀器設(shè)備也很難辨真?zhèn)巍＠缒承┘徔椘返目轨o電與抗阻燃功能。
王麗敏建議，改變納米材料市場(chǎng)這種無(wú)序與混亂狀態(tài)的有效途徑是，用標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)來(lái)詮釋納米的概念，以防炒作，用統(tǒng)一的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)方法來(lái)評(píng)價(jià)納米尺度以及所具有的特殊性能與功能；對(duì)冠以納米的產(chǎn)品商標(biāo)權(quán)進(jìn)行研究；對(duì)于一些產(chǎn)品由于使用添加了納米材料的原料，性能有所改進(jìn)但還不屬于納米產(chǎn)品的，可以強(qiáng)調(diào)具有的獨(dú)特性能與功能；投入市場(chǎng)的納米產(chǎn)品，須經(jīng)權(quán)威部門(mén)認(rèn)證等。
知 識(shí)
“納米”是什么
“納米”是英文nanometer的中文譯名，是一個(gè)長(zhǎng)度計(jì)量單位。如同1米通常用1m表示，1納米通常用1nm來(lái)表示，1nm等于10-9m。
1959年，美國(guó)著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼首次提出按人的意志安排一個(gè)原子和分子的設(shè)想，預(yù)言了納米科技的出現(xiàn)。但最早以“納米”命名的材料起源于20世紀(jì)80年代。
據(jù)介紹，20世紀(jì)90年代初，我國(guó)科學(xué)家解思深等人實(shí)現(xiàn)了納米碳管的定向生長(zhǎng)，成功地合成了世界上最長(zhǎng)的納米碳管。90年代中期，中科院固體物理所制備出“內(nèi)芯”為碳化鉭的納米電纜，這對(duì)人類制造肉眼看不見(jiàn)的微型器件和微型機(jī)器人有重要作用。1997年，中國(guó)科學(xué)院北京真空物理開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室在納米電子學(xué)超密信息存儲(chǔ)研究中獲突破性進(jìn)展，獲得了信息存儲(chǔ)點(diǎn)陣的點(diǎn)直徑1.3nm的成果，比國(guó)外的最小存儲(chǔ)點(diǎn)直徑10nm小了近一個(gè)數(shù)量級(jí)。我國(guó)有不少納米粉體生產(chǎn)線的產(chǎn)能居世界領(lǐng)先地位，年產(chǎn)量達(dá)噸級(jí)以上的已有20多條，這在世界上也是不多的，在這些產(chǎn)品中擁有許多我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
七項(xiàng)納米材料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
7項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，包括1項(xiàng)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)、兩項(xiàng)檢測(cè)方法標(biāo)準(zhǔn)和4項(xiàng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，分別是：
《納米材料術(shù)語(yǔ)》（GB/T19619-2004）
《納米粉末粒度分布的測(cè)定 X射線小角散射法》（GB/T13221-2004）
《氣體吸附BET法測(cè)定固態(tài)物質(zhì)比表面積》（GB/T19587-2004）
《納米鎳粉》（GB/T19588-2004）
《納米氧化鋅》（GB/T19589-2004）
《超微細(xì)碳酸鈣》（GB/T19590-2004）
《納米二氧化鈦》（GB/T19591-2004）
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