◎本報記者 滕繼濮 實習記者 韓 榮

國(guo)家(jia)和(he)行(xing)業(ye)應(ying)該(gai)盡(jin)快(kuai)將(jiang)石(shi)墨(mo)烯(xi)材(cai)料(liao)的(de)判(pan)定(ding)標(biao)準(zhun)化(hua)。但(dan)是(shi)
，讓(rang)石(shi)墨(mo)烯(xi)材(cai)料(liao)判(pan)定(ding)有(you)據(ju)可(ke)依(yi)，是(shi)一(yi)項(xiang)非(fei)常(chang)具(ju)有(you)挑(tiao)戰(zhan)性(xing)和(he)難(nan)度(du)的(de)工(gong)程(cheng)。如(ru)果(guo)想(xiang)出(chu)台(tai)一(yi)個(ge)判(pan)定(ding)標(biao)準(zhun)，必(bi)須(xu)盡(jin)可(ke)能(neng)了(le)解(jie)每(mei)一(yi)種(zhong)石(shi)墨(mo)烯(xi)材(cai)料(liao)的(de)特(te)性(xing)和(he)製(zhi)備(bei)方(fang)法(fa)。在(zai)企(qi)業(ye)和(he)科(ke)研(yan)人(ren)員(yuan)的(de)商(shang)討(tao)碰(peng)撞(zhuang)中(zhong)才(cai)能(neng)產(chan)生(sheng)實(shi)操(cao)性(xing)較(jiao)強(qiang)
、相對準確的判定標準。

在過去的2023年電影春節檔中
，不少觀眾被《流浪地球2》中的“硬科技”元素所震撼。其中直衝雲霄的“太空電梯”更是奪人眼球

，石墨烯是建設太空電梯的理想材料之一。

石墨烯被稱為“新材料之王”，具備優異的導電性、出色的機械性能
、極ji高gao的de導dao熱re性xing等deng，是shi一yi種zhong具ju有you廣guang泛fan應ying用yong前qian景jing的de納na米mi材cai料liao，近jin年nian來lai不bu斷duan受shou到dao市shi場chang追zhui捧peng。然ran而er事shi實shi上shang
，什shen麼me是shi石shi墨mo烯xi，如ru何he判pan定ding石shi墨mo烯xi材cai料liao的de優you劣lie至zhi今jin沒mei有you準zhun確que的de判pan定ding標biao準zhun。

日前，由中國科學院山西煤炭化學研究所（以下簡稱中科院山西煤化所）獨立提出並完成

、曆時4年修改完善的燃燒法測量石墨烯基材料灰分含量國際標準，經中國、加拿大、德國等多國科學家審核後正式發布。

該方法完善了石墨烯基材料測試標準體係，顯著提高了石墨烯基材料灰分測試效率和分析結果的準確性，得到國內外科學家和產、學、研、檢、用單位的高度認可。

石墨烯雜質過多影響產品品質

“石墨烯基材料中的灰分，事實上就是石墨烯材料中的雜質。”日前，中科院山西煤化所709課題組成員黃顯虹在接受記者采訪時表示，灰分是石墨烯材料在製備過程中
，不可避免地因為原料、試劑
、設備、環境等因素引入的雜質，雜質過多則會影響石墨烯產品品質，甚至影響石墨烯複合材料性能。

在生產應用過程中

，為了盡可能發揮石墨烯材料性能，必須保證它的純度在一定範圍內。

但石墨烯基材料的灰分測量並無經驗可以遵循，很多石墨烯生產
、使用企業對於灰分指標測試“束手無策”，對全行業來說是一項空白。

中科院山西煤化所709課(ke)題(ti)組(zu)組(zu)長(chang)陳(chen)成(cheng)猛(meng)介(jie)紹(shao)，石(shi)墨(mo)烯(xi)材(cai)料(liao)在(zai)燃(ran)燒(shao)後(hou)會(hui)形(xing)成(cheng)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)和(he)水(shui)
，燃(ran)燒(shao)過(guo)後(hou)留(liu)下(xia)的(de)就(jiu)是(shi)灰(hui)分(fen)。通(tong)過(guo)測(ce)量(liang)燃(ran)燒(shao)後(hou)留(liu)下(xia)的(de)灰(hui)分(fen)就(jiu)可(ke)以(yi)知(zhi)道(dao)石(shi)墨(mo)烯(xi)的(de)純(chun)度(du)。

“經過數年研究，在某些精密行業應用時
，我們認為雜質含量需要控製在0.1%以內
，雜質含量高於這個水準線的石墨烯產品會嚴重影響到石墨烯複合材料的服役性能。”陳成猛解釋。

但無論是企業還是研究機構，並非不願測量石墨烯中的灰分，而是缺少文件來指導正確測試。

經過多年打磨，課題組逐漸完善了一整套檢測辦法。隨後
，709課題組又聯係了多家企業做比對實驗，在同中國、加拿大、德de國guo等deng國guo家jia專zhuan家jia組zu數shu次ci彙hui報bao，采cai納na國guo際ji電dian工gong委wei員yuan會hui納na米mi電dian工gong產chan品pin與yu係xi統tong技ji術shu委wei員yuan會hui內nei成cheng員yuan國guo意yi見jian後hou，燃ran燒shao法fa測ce量liang石shi墨mo烯xi基ji材cai料liao灰hui分fen含han量liang國guo際ji標biao準zhun正zheng式shi發fa布bu，合he格ge石shi墨mo烯xi有you了le新xin的de測ce試shi標biao準zhun。

判定標準化任重道遠

作為在材料學、微納加工、nengyuandengfangmianjuyouzhongyaoyingyongqianjingdexinxingcailiao，shimoxicailiaojinnianlaibeiguangfanyingyong。danhuangxianhongzhichu，zhengshiyinweishimoxicailiaobenshenredutaigao
，shichangshangchuxianlehenduoyulonghunzadexianxiang，zaoriweishimoxihuadingbiaozhunchengweixingyegongshi。

huangxianhonghuxu
，guojiahexingyeyinggaijinkuaijiangshimoxicailiaodepandingbiaozhunhua。tatongshizhichu，rangshimoxicailiaopandingyoujukeyi，shiyixiangfeichangjuyoutiaozhanxinghenandudegongcheng。

“石墨烯材料本身是一個非常龐大的家族，製備方法不盡相同，材料特性也千差萬別
，所以難以提出一個讓大家都滿意的判定標準。”黃huang顯xian虹hong認ren為wei
，如ru果guo想xiang出chu台tai一yi個ge判pan定ding標biao準zhun，必bi須xu盡jin可ke能neng了le解jie每mei一yi種zhong石shi墨mo烯xi材cai料liao的de特te性xing和he製zhi備bei方fang法fa。在zai企qi業ye和he科ke研yan人ren員yuan的de商shang討tao碰peng撞zhuang中zhong才cai能neng產chan生sheng實shi操cao性xing較jiao強qiang
、相對準確的判定標準。

“目(mu)前(qian)，雖(sui)然(ran)已(yi)經(jing)出(chu)台(tai)了(le)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)石(shi)墨(mo)烯(xi)標(biao)準(zhun)
，但(dan)是(shi)仍(reng)然(ran)缺(que)乏(fa)很(hen)多(duo)關(guan)鍵(jian)性(xing)的(de)控(kong)製(zhi)和(he)測(ce)試(shi)標(biao)準(zhun)。灰(hui)分(fen)含(han)量(liang)隻(zhi)是(shi)判(pan)定(ding)標(biao)準(zhun)中(zhong)很(hen)小(xiao)一(yi)部(bu)分(fen)
，還(hai)需(xu)要(yao)再(zai)製(zhi)定(ding)更(geng)多(duo)的(de)標(biao)準(zhun)共(gong)同(tong)判(pan)斷(duan)真(zhen)假(jia)、評價優劣。”黃顯虹說。