Het belang van internationale standaarden voor de grafeengemeenschap

NPL heeft in samenwerking met internationale partners een ISO / IEC-norm ontwikkeld, ISO / TS 21356-1: 2021, voor het meten van de structurele eigenschappen van grafeen, meestal verkocht als poeders of in een vloeibare dispersie. De ISO / IEC-norm stelt de toeleveringsketen in staat om de vraag ‘wat is mijn materiaal?’ Te beantwoorden en is gebaseerd op methoden die zijn ontwikkeld met The University of Manchester in de NPL Good Practice Guide 145.

In de afgelopen jaren is grafeen, een 2D-materiaal met veel opwindende eigenschappen en slechts één atoom dik, van het laboratorium uitgegroeid tot echte producten zoals auto’s en smartphones. Er is echter nog steeds een barrière die de snelheid van commercialisering beïnvloedt, namelijk het begrijpen van de ware eigenschappen van het materiaal. Er is niet één type materiaal, maar veel, elk met verschillende eigenschappen die moeten worden afgestemd op de vele verschillende toepassingen waarbij grafeen voor een verbetering kan zorgen.

Met honderden bedrijven over de hele wereld die verschillende materialen met het label ‘grafeen’ verkopen en dit op verschillende manieren vervaardigen, kunnen eindgebruikers die hun producten willen verbeteren door grafeenvlokken van een paar lagen te gebruiken, niet vergelijken en vervolgens het juiste materiaal voor hun kiezen. Product.

Door gestandaardiseerde methoden om de betrouwbare en herhaalbare meting van eigenschappen mogelijk te maken, zoals de laterale vlokgrootte, vlokdikte, mate van wanorde en specifiek oppervlak, zal de industrie in staat zijn om de vele beschikbare materialen te vergelijken en vertrouwen te wekken in de toeleveringsketen. In combinatie met de internationale ISO / IEC-terminologienorm onder leiding van NPL, ISO / TS 80004-13: 2017, zal het mogelijk zijn om commercieel verkrijgbaar materiaal correct te meten en te labelen als grafeen, enkele lagen grafeen of grafiet.

Als het National Metrology Institute van het VK heeft NPL de vereiste metrologisch robuuste methoden ontwikkeld en gestandaardiseerd voor het meten van grafeen en gerelateerde 2D-materialen om de industrie in staat te stellen deze materialen te gebruiken en nieuwe en verbeterde producten te realiseren in vele toepassingsgebieden.

De voortzetting van het door NPL geleide standaardisatiewerk binnen ISO TC229 (nanotechnologieën) zal het mogelijk maken de chemische eigenschappen van grafeengerelateerde 2D-materialen te bepalen, evenals de structurele eigenschappen van verschillende vormen van grafeenmateriaal, zoals CVD-gegroeid grafeen. Deze echt internationale inspanning om het raamwerk van metingen voor grafeen te standaardiseren, wordt in meer detail beschreven in Nature beoordelingen Physics, inclusief verdere technische discussie over de nieuwe ISO-norm voor grafeenmeting.

Dr. Andrew J Pollard, wetenschapsgebiedleider bij NPL zei: “Het is opwindend om te zien dat deze nieuwe meetstandaard nu beschikbaar is voor de groeiende grafeenindustrie wereldwijd. Gebaseerd op grondig metrologisch onderzoek, stelt deze standaard bedrijven in staat om met vertrouwen technische datasheets te vergelijken voor de eerste keer en is de eerste stap naar geverifieerde kwaliteitscontrolemethoden. “

Dr. Charles Clifford, senior onderzoekswetenschapper bij NPL zei: “Het is fantastisch om te zien dat deze internationale norm na een aantal jaren van ontwikkeling wordt gepubliceerd. Het bereiken van internationale consensus, met name in de 37 lidstaten van ISO TC229 (nanotechnologieën), is een bewijs van zowel de wereldwijde interesse in grafeen en het belang van internationale samenwerking. “

James Baker, CEO van Graphene @ Manchester zei: “Standaardisatie is cruciaal voor de commercialisering van grafeen in veel verschillende toepassingen, zoals de bouw, waterfiltratie, energieopslag en ruimtevaart. Door deze internationale meetstandaard zullen bedrijven in het VK en daarbuiten in staat zijn om de opname van dit materiaal uit de 21e eeuw te versnellen, dat nu veel belangrijke markten betreedt. ”