朴玲钰课题组

纳米材料性质与功效类国家标准物质研制及国家标准制定

1. 纳米材料性质与功效类国家标准物质研制 
     纳米材料的研究、应用与准确、可靠的分析测量过程紧密相关。纳米材料计量基、标准是实现其测量结果有效、准确、可比和可溯源的根本保证,而标准物质是构成纳米材料计量基、标准的核心要素,是国家法定计量器具,具有准确量值,研制周期4-5年。纳米标准物质是纳米尺度传递体系中的关键环节,它的研究与应用倍受关注。目前,国内外尚缺乏针对纳米材料分析使用的高比表面积标准物质。具有自主知识产权的高比表面积标准物质的研制成功将为纳米粉体的基础物性提供国内外权威、统一的测试数据,对增强我国纳米产业的国际竞争力,冲破发达国家贸易壁垒具有重要意义。
1) 纳米氧化铝标准物质的研制 
    自2007年1月至2011年3月间,本组主持研制了系列化纳米氧化铝比表面积标准物质,研制难点在于获得高均匀性和长稳定性的纳米氧化铝,并保证其量产规模与分析过程的质量控制。该标准物质荣获6项国家标准物质,其中包括我国第一个比表面积国家一级标准物质GBW13901;该系列化标准物质是我国首次采用纳米材料研制的比表面积标准物质,研制水平达到国际领先;该标准物质的研制成功受到了国内外的关注,中科院等多家网站对该标准物质进行了报道。2011年3月,该标准物质被收录进国际纳米标准物质数据库(
http://www.nano-refmat.bam.de/en/,只有2家来自中国的标准物质);该标准物质荣获2011年“中国分析测试协会科学技术奖(CAIA 奖)”三等奖。

2) 纳米氧化铝标准物质在生物毒理学研究中的应用 
    纳米材料的生理毒性始终为人们所关注。纳米氧化铝可以通过引用水、食物、呼吸及皮肤接触等途径进入人体内。使用纳米氧化铝进行生物毒性研究发现,纳米颗粒的生物毒性与其大小和组成均相关。随颗粒尺度减小纳米氧化铝生物毒性加强,且纳米氧化铝的生物毒性高于纳米碳颗粒。纳米氧化铝对细胞内线粒体的破坏能力较强。
  


      在上述物性类纳米标准物质研制的基础上,本组继续开展了功效类纳米标准物质的研制工作。从2011年起,本组开展了微纳米氧化钛功能标准物质的研制工作,其特性量值包括粒径、带隙及比表面积、白度等。该功效类纳米标准物质除了具有传统标准物质的校准仪器、传递量值、评价测试方法等功能,还可以作为基础科学研究获取准确、稳定与可比数据的标准样品使用。该标物于2015年起,陆续获得6项国家标准物质,包括2项国家一级标准物质GBW13915GBW139164项国家二级标物GBWE130510GBWE130511GBWE130570GBWE130571

 

两个量级TiO2带宽标准物质的实物图与相关证书

2.国家标准的制订 

    对科研工作者而言,标准方法的使用,可以保证表征测试过程的可控、一致,对获取不同时间、不同地点下重复、准确的测试数据具有重要意义。为保证科研数据的准确性与可比性,本组在掌握仪器关键技术并查阅相关文献的基础上,申请并制定了7项与纳米技术、纳米材料表征相关的国家标准,并已全部颁布实施,包括碳纳米管的表征、热重分析仪重要测试方法等。

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