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摘 要:术语和命名方法是标准化的重要工作内容。针对纳米技术的快速发展和纳米产业的不断扩大,各国和各大标准化组织都开展了纳米科技术语的标准化工作。文章主要介绍这方面的动态和进展,以期为从事纳米科技领域的专家学者和开发人员提供参考。
关键词:纳米技术,标准化,国际标准化组织
中图分类号:N04 文献标识码:A 文章编号:1673-8578(2010)01-0026-05
The Standardization of Terminology in Nanotechnology
GE Guanglu,ZHU Xing
Abstract: Terminology and nomenclature are important parts of standardization. With the fast development and industrial growth of nanotechnology, standardization organizations around the world have started working on this aspect. This article introduces the current status in this field, and provides information for both academia and R&D sectors.
Keywords: nanotechnology, standardization, ISO
前 言
统一的命名方法和术语体系对于任何一个科学研究领域来说都是至关重要的。化学家和生物学家要使用成千上万的分子和物质,很难想象没有科学的名词体系,化学和生物学能发展到今天。纳米技术是从20世纪80年代末兴起的,是对纳米尺度的物质进行表征、操纵和加工的技术,被广泛认为是继信息技术和生物技术之后能够改变人们生活的技术之一。作为一个成长迅速的学科领域,迫切需要统一术语,以保证纳米科技和纳米产业中的语言沟通,以及推动公众对纳米科技的理解。
对纳米技术涉及的术语进行标准化存在如下困难:(1)纳米科技是一个学科高度交叉的领域,涉及化学、物理、生物、工程等多个学科,衍生出纳米生物医学、纳米器件加工、纳米表征测量等分支领域,来自不同学科的研究人员会从各自的角度出发对纳米材料进行命名。因此,结合已有的术语体系,建立统一的命名法,难度很大。(2)纳米科技正处在飞速发展阶段,很多新材料、新现象、新手段层出不穷,甚至一些已经相对成熟的术语也随着学科发展需要不断修订,这也对建立一个力求完整的术语体系提出了挑战。(3)纳米尺度既是长度单位,又蕴涵性质的突变,而这种突变对不同性质来说又是在不同长度上发生,所以定义纳米尺度及纳米性质既需要科学准确, 又需要高度凝练, 不能过于繁复[1]。
正因为术语对纳米科技研究本身以及纳米产品和市场都有重大的意义,几年来国内外都开展了纳米科技术语标准化的工作。本文介绍该领域的最新进展,以期为从事纳米科技领域的专家学者和开发人员提供参考。
一 国内纳米技术术语标准化
2005年4月我国颁布第一批七项纳米领域的国家标准,其中就有《纳米材料术语》(GB/T 19619—2004,terminology for nanomaterials)。这项标准规定了纳米材料一般概念和按技术分类的具体概念的术语。分为一般概念、纳米材料的种类、特性、制备方法、处理方法和表征方法6类,共68个术语。其中对纳米尺度的定义是在1到100纳米范围的几何尺度,没有涉及性质变化。
与纳米材料相关的其他术语标准有2008年发布的《颗粒系统术语》(GB/T 16418—2008,particle system—vocabulary)。该标准适用于任何固体颗粒、液滴或气泡的颗粒系统,也包含传统上称为超微颗粒的纳米颗粒,以及可以用于表征纳米颗粒的X光小角散射,光子相关光谱法等术语。
二 国际纳米技术术语标准化
1. 国际标准化组织(ISO)
2005年ISO成立了纳米技术委员会(ISO/TC229)。成立之初就把术语和命名法的标准化放在重要的位置,设立了第一工作组:Terminology and Nomenclature。2006年IEC(国际电工组织)的纳米技术委员会TC113成立之后,为避免重复,与ISO/TC229成立了联合工作组,共同制定纳米技术的术语和命名法标准。
该工作组的召集人为加拿大人Clive Willis,秘书为Brian Haydon。参加成员来自加拿大、中国、德国、法国、日本、荷兰、挪威、南非、瑞士、英国、美国等国家,也有协作组织成员,如OECD(经合组织)、ANF(亚洲纳米论坛)、CEI—Italy等。他们包括纳米科技研究人员、标准化专职人员、工程师、产业界代表、语言学家、律师、各国标准局官员等。
由于参加人员来自不同的领域,知识结构差别很大,第一工作组的进展来之不易。2008年发布了第一项技术规范(TS, technical specification),2010年即将发布一个技术规范和两个技术报告(TR, technical report),另外两个TS将很快进入投票阶段,有四个TS进入委员会草案(committee draft)阶段。
第一工作组目前有11个工作项目:
①ISO/TS 27687:2008 nanotechnologies—terminology and definitions for nanoobjects—nanoparticle, nanofibre and nanoplate (纳米技术 —— 纳米物体的术语和定义 —— 纳米粒子、纳米纤维和纳米板)
这个项目由英国人Mark Gee主持,2006年立项,2008年完成并由ISO发布。最早的名称是vocabulary—nanoparticles (纳米粒子词汇),是英国标准学会(BSI,British standard institution)于2005年5月发布的BSI PAS 71纳入ISO工作范围后内容的进一步丰富。后来将纳米粒子(三维都在纳米尺度)、纳米纤维(二维在纳米尺度)和纳米板(一维在纳米尺度)统称纳米物体。
②TR: framework for core concepts (核心概念的分类框架)
该项目由加拿大负责,目前已到DTR (draft technical report) 阶段,预计于2010年上半年出版。它和第5项是互为补充的两个部分。它实际上是基于ISO对建立术语体系的规定(如ISO 704—terminology work—principles and methods),由核心概念出发得到核心词汇,再加以定义。这种先从语言学的角度对技术领域内的术语进行分类和建立关联的方法值得我们学习。
③TS: terminology and definitions—carbon nanoobjects (碳纳米物体的术语和定义)
该项目是由日本的阿部(Shuji Abe)担任负责人,规定了碳纳米管、富勒烯等纳米材料的术语。
④TR: outline of a method for nanomaterials classification (纳米材料分类方法总则), 即将发布。
⑤TS: terminology and definitions—core terms(纳米技术核心词语)
该项目也是由加拿大负责,核心词汇在建立术语体系中占有重要地位,根据这些核心词汇可以衍生出所有的其他词汇,所以数量上不能太多。纳米领域最核心的词汇就是“纳米尺度(nanoscale)”一词,目前的定义是:The size range from approximately 1nm to 100 nm. 附加说明(note): Properties that are not extrapolations from larger size will typically, but not exclusively, be exhibited in this size range. For such properties, the size limits are considered approximate.
经过代表们在历次会议上非常详尽的讨论,已经接近共识的词语有:
nanotechnology, nanoscience, nanoscale phenomena, nanoscale properties, nanomaterial, manufactured nanomaterial, incidental nanomaterial, nanostructured material, nanomanufacturing processes
正在讨论中的通用词语(general terms)包括: nanofabrication, selfassembly, lithography, bottomup process, topdown process
其他十大类涉及纳米加工过程的词语包括:
assembly techniques
biological techniques
nanostructured material synthesis methods
deposition methods
etching methods
nanocomposite manufacturing methods
nanoparticle synthesis
nanopatterning lithography
rollto toroll manufacturing techniques
selfassembly and directed self assembly
⑥terminology and definitions—nanostructured materials (纳米结构材料的术语和定义)
纳米结构材料指的是具有纳米结构的宏观材料(如多孔材料)。定义工作包括对nanostructured、nanophase、nanocomposite的描述,从三个不同层次进行定义。
⑦terminology and definitions—bionano interface (纳米生物界面的术语和定义)
对于如何区分纳米技术词语、生物技术词语,从而选出与纳米—生物交界的关键词语需要深入讨论。
⑧terminology and definitions—nanoscale measurement and instrumentation (纳米测量和设备的术语和定义)
这个项目是和ISO/TC201(表面分析)联合,由澳大利亚的John Milles负责。
⑨terminology and definitions—for medical, health and personal care applications (用于医药、健康和个人保健用途的术语和定义)
⑩terminology and definitions—nanomanufacturing processes (纳米加工过程的术语和定义)
B11TR nanotechnologies —framework for nomenclature models for nanoobjects(纳米物体命名法的框架)
该项目与国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)联合进行。以纳米粒子为例,命名中应该包含哪些指标(粒径、成分、表面配体、电荷,等等)需要仔细考虑,这也是学术界一直关心的问题[2]。
除这些正式立项的项目之外,第一工作组还成立了若干任务组,进行一些特定领域的信息收集和立项前的准备工作。其中一个是纳米技术集成术语数据库“Integrated Terminology Database for Nanotechnology”的问题,这个数据库将在ISO范围内协同使用,有助于整合不同委员会之间有关纳米技术的术语和命名法标准的建立。在下次TC229 荷兰马斯特里赫特(Maastricht)会议上将提出有关数据库结构的提案(architecture for the database),这个工作的第一步是建立“The ISO Concept Database”(网址是:cdb.iso.org,2009年10月27日开始启动)。这一数据库的建立将有助于从ISO已经发布的标准中遴选一个初步的术语表。
在第一工作组任务中,纳米技术集成术语数据库的建立和其他项目的实施,将会使过去三年间建立的工作框架更加充实,并且加强与其他委员会的合作关系。其他的合作项目将在化妆品、食品添加剂、营养保健品等方面发挥作用。
与此相关,2008年由召集人内部任务组(Convenors Interim Task Group (CTG))设立的项目“纳米技术本体论方法(ontology)”执行一年后被宣布停止,认为与the Integrated Terminology Database for Nanotechnology的思路不符。这个项目的申请人是来自一个私人个体咨询公司的挪威人,并不从事任何具体的科技研究,而仅仅从事数据库的调研和整理工作,提出的ontology方法也是没有任何针对性,没有被认可,只能中途停止。这说明从ISO大局发展需要,不可能支持意义不大的项目。
在前不久召开的TC229以色列全会上,第一工作组作出以下决议:
由伊朗人Ali领衔的项目JWG1TG2 Outline of Nanomaterials Classification (Nanotree)—Applications 将转移到第四工作组,因其所涉及的内容更加适于后者的材料技术指标(Materials Specification)部分。
伊朗人在波尔多会议上提出Nanotree的项目,并且以树枝状分类表形式给出详尽的与材料制备相关的分类内容,其后又与各国代表多次沟通。
从第一工作组的进展来看,美、加充满强烈的主导意识,英、德努力推动将本国标准列入国际标准,日本在标准制定中取得实质性进展。
2. 欧美国家的纳米技术术语标准化
1)美国的ASTM/E56
早在2005年E56(纳米技术委员会)成立之初,其优先工作项目就包括在所有利益相关者的需求驱动下,制定一份全球范围的纳米技术术语标准。纳米结构的特性、合成和应用研究正在以指数级数迅速增长,远远超过了对这些新材料化学构成和物理组成进行描述的语言的发展。和ISO/TC220相似,E56的第一分委员会(E56.01)也是信息学和术语方面。
2006年11月,E56审批通过了该技术委员会的第一个标准:ASTM E 245606 Terminology for Nanotechnology (纳米技术术语)。这份标准是若干组织经过通力合作完成制定的,可以在ASTM/ E56技术委员会网站上 (http://www.astm.org/COMMIT/SUBCOMMIT/E5601.htm)免费获取。该标准规定了nanoscale、nanotechnology等13个术语。
E56技术委员会主席Vicki Colvin说:“这份ASTM术语标准将改变我们与决策者、教师和邻居们的交流方式。我们将第一次能够放心使用诸如‘纳米微粒’这样的关键性术语,并且确信自己的用语是精确的,能够与全球的纳米技术专家交流和共享。更加美妙的是这份文献是免费获取的。现在,对纳米技术感兴趣的教师和学生们能够方便地查询这份术语辞典,自行消化理解我们这个技术在众多领域的细微差别。”[3]
为了促进术语标准的制定工作,ASTM发起此项目并与很多合作伙伴签订了联合制定标准的协议,包括美国电气电子工程师学会(IEEE)、美国机械工程师协会(ASME)、美国国家科学基金会(NSF)、日本国家先进工业科技学会(AIST)、国际半导体设备与材料公司和美国化学工程学会。
ASTM相信通过合作协议可以避免众多标准组织间的资源重复建设,为专家团提供唯一标准的研发基地,进而制定出一份既包括信息又包括应用的真正的全球术语标准。
2)英国的PAS
英国标准学会于2008年2月发布了6项纳米名词的公开规范(PAS),分别是:
PAS 131 Terminology for medical, health and personal care applications of nanotechnology
PAS 132 Terminology for the bionano interface
PAS 133 Terminology for common nanoscale measurement terms including instrumentation
PAS 134 Terminology for carbon nanostructures
PAS 135 Terminology for nanofabrication
PAS 136 Terminology for nanomaterials
这里的131、132、133、135已经成为ISO/TC229相应标准的基础文件,反映出英国在标准制定上的超前意识。
三 结论与展望
纳米技术领域的术语体系建立和标准化是一个紧迫的任务,同时又是一项系统工程,ISO/TC229正在进行的术语标准化工作集合了各方面的专家,保持与各标准组织密切协作,参照其他传统领域的成熟经验,并严格遵循ISO规定的科学方法,值得我们认真借鉴。
参 考 文 献
[1]Wills C. Nanotechnology—The terminology challenge[J]. ISO Focus,2007(4):26-27.
[2]Gentlemen D J, Chan W C W. A systematic nomenclature for codifying engineered nanostructures[J].Small, 2009, 5(4):426-431.
[3]ASTM 标准化新闻.[EB/OL].(2006-12-01)[2009-12-05].http://www.cssn.net.cn.
应用链接
纳米科技的内涵
目前科技界普遍公认的纳米科技的定义是:在纳米尺度(1~100nm)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技与众多学科密切相关,它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。现在已不能将纳米科技划归任何一个传统学科。如果将纳米科技与传统学科相结合,可产生众多的新的学科领域,并派生出许多新名词。这些新名词所体现的研究内容亦有交叉重叠。若以研究对象或工作性质来区分,纳米科技包括三个研究领域:纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技的基础;纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志;纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。
纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点,去设计制造具有特殊功能的产品。在未来,人们将可以用纳米技术一个一个地将原子组装起来,制成各种纳米机器如纳米泵、纳米齿轮、纳米轴承和用于分子装配的精密运动控制器。纳米科技研究的技术路线可分为“自上而下”和“自下而上”两种方式。“自上而下”是指通过微加工或固态技术,不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化;而“自下而上”是指以原子、分子为基本单元,根据人们的意愿进行设计和组装,从而构筑成具有特定功能的产品,这主要是利用化学和生物学技术。“自下而上”的制作方式是纳米科技概念最早提出时的核心内涵。长期以来人们对任何希望得到的纳米结构材料(包括控制固态生成物的尺寸、形状、性质),还是习惯于从微电子的角度出发,通过“自上而下”的方式提高加工精度。预计到2010年,通过目前微加工方式在硅集成电路上的线条宽度和CMOS电路的设计原理将达到极限。要跨越量子效应障碍,必须考虑采用其他的方式使工业生产适应新的设计原理和纳米尺度的精度标准。因此,“自下而上”的制作方式伴随着纳米科技的迅猛发展将愈来愈受到重视。在这种制作方式中,最为重要的研究方向是实现分子器件自组装。分子自组装就是在平衡条件下,分子自发组合而成为一种稳定的、结构确定的、以共价键和非共价键联结的聚集体。分子自组装在生命系统中普遍存在,而且是各种复杂生物结构形成的基础。现在科学家借助计算机模拟,并利用化学和生物技术,已成功地设计和制造出一些具有特定形状和性质的分子装置。因此,纳米科技并不仅仅是传统微加工技术的扩展和延伸。在目前,我们应在鼓励两种技术路线结合的同时,注重“自下而上”方法的探索。
(来源:《微纳电子技术》2003年第1期白春礼/文 刘金婷/摘编)
关键词:纳米技术,标准化,国际标准化组织
中图分类号:N04 文献标识码:A 文章编号:1673-8578(2010)01-0026-05
The Standardization of Terminology in Nanotechnology
GE Guanglu,ZHU Xing
Abstract: Terminology and nomenclature are important parts of standardization. With the fast development and industrial growth of nanotechnology, standardization organizations around the world have started working on this aspect. This article introduces the current status in this field, and provides information for both academia and R&D sectors.
Keywords: nanotechnology, standardization, ISO
前 言
统一的命名方法和术语体系对于任何一个科学研究领域来说都是至关重要的。化学家和生物学家要使用成千上万的分子和物质,很难想象没有科学的名词体系,化学和生物学能发展到今天。纳米技术是从20世纪80年代末兴起的,是对纳米尺度的物质进行表征、操纵和加工的技术,被广泛认为是继信息技术和生物技术之后能够改变人们生活的技术之一。作为一个成长迅速的学科领域,迫切需要统一术语,以保证纳米科技和纳米产业中的语言沟通,以及推动公众对纳米科技的理解。
对纳米技术涉及的术语进行标准化存在如下困难:(1)纳米科技是一个学科高度交叉的领域,涉及化学、物理、生物、工程等多个学科,衍生出纳米生物医学、纳米器件加工、纳米表征测量等分支领域,来自不同学科的研究人员会从各自的角度出发对纳米材料进行命名。因此,结合已有的术语体系,建立统一的命名法,难度很大。(2)纳米科技正处在飞速发展阶段,很多新材料、新现象、新手段层出不穷,甚至一些已经相对成熟的术语也随着学科发展需要不断修订,这也对建立一个力求完整的术语体系提出了挑战。(3)纳米尺度既是长度单位,又蕴涵性质的突变,而这种突变对不同性质来说又是在不同长度上发生,所以定义纳米尺度及纳米性质既需要科学准确, 又需要高度凝练, 不能过于繁复[1]。
正因为术语对纳米科技研究本身以及纳米产品和市场都有重大的意义,几年来国内外都开展了纳米科技术语标准化的工作。本文介绍该领域的最新进展,以期为从事纳米科技领域的专家学者和开发人员提供参考。
一 国内纳米技术术语标准化
2005年4月我国颁布第一批七项纳米领域的国家标准,其中就有《纳米材料术语》(GB/T 19619—2004,terminology for nanomaterials)。这项标准规定了纳米材料一般概念和按技术分类的具体概念的术语。分为一般概念、纳米材料的种类、特性、制备方法、处理方法和表征方法6类,共68个术语。其中对纳米尺度的定义是在1到100纳米范围的几何尺度,没有涉及性质变化。
与纳米材料相关的其他术语标准有2008年发布的《颗粒系统术语》(GB/T 16418—2008,particle system—vocabulary)。该标准适用于任何固体颗粒、液滴或气泡的颗粒系统,也包含传统上称为超微颗粒的纳米颗粒,以及可以用于表征纳米颗粒的X光小角散射,光子相关光谱法等术语。
二 国际纳米技术术语标准化
1. 国际标准化组织(ISO)
2005年ISO成立了纳米技术委员会(ISO/TC229)。成立之初就把术语和命名法的标准化放在重要的位置,设立了第一工作组:Terminology and Nomenclature。2006年IEC(国际电工组织)的纳米技术委员会TC113成立之后,为避免重复,与ISO/TC229成立了联合工作组,共同制定纳米技术的术语和命名法标准。
该工作组的召集人为加拿大人Clive Willis,秘书为Brian Haydon。参加成员来自加拿大、中国、德国、法国、日本、荷兰、挪威、南非、瑞士、英国、美国等国家,也有协作组织成员,如OECD(经合组织)、ANF(亚洲纳米论坛)、CEI—Italy等。他们包括纳米科技研究人员、标准化专职人员、工程师、产业界代表、语言学家、律师、各国标准局官员等。
由于参加人员来自不同的领域,知识结构差别很大,第一工作组的进展来之不易。2008年发布了第一项技术规范(TS, technical specification),2010年即将发布一个技术规范和两个技术报告(TR, technical report),另外两个TS将很快进入投票阶段,有四个TS进入委员会草案(committee draft)阶段。
第一工作组目前有11个工作项目:
①ISO/TS 27687:2008 nanotechnologies—terminology and definitions for nanoobjects—nanoparticle, nanofibre and nanoplate (纳米技术 —— 纳米物体的术语和定义 —— 纳米粒子、纳米纤维和纳米板)
这个项目由英国人Mark Gee主持,2006年立项,2008年完成并由ISO发布。最早的名称是vocabulary—nanoparticles (纳米粒子词汇),是英国标准学会(BSI,British standard institution)于2005年5月发布的BSI PAS 71纳入ISO工作范围后内容的进一步丰富。后来将纳米粒子(三维都在纳米尺度)、纳米纤维(二维在纳米尺度)和纳米板(一维在纳米尺度)统称纳米物体。
②TR: framework for core concepts (核心概念的分类框架)
该项目由加拿大负责,目前已到DTR (draft technical report) 阶段,预计于2010年上半年出版。它和第5项是互为补充的两个部分。它实际上是基于ISO对建立术语体系的规定(如ISO 704—terminology work—principles and methods),由核心概念出发得到核心词汇,再加以定义。这种先从语言学的角度对技术领域内的术语进行分类和建立关联的方法值得我们学习。
③TS: terminology and definitions—carbon nanoobjects (碳纳米物体的术语和定义)
该项目是由日本的阿部(Shuji Abe)担任负责人,规定了碳纳米管、富勒烯等纳米材料的术语。
④TR: outline of a method for nanomaterials classification (纳米材料分类方法总则), 即将发布。
⑤TS: terminology and definitions—core terms(纳米技术核心词语)
该项目也是由加拿大负责,核心词汇在建立术语体系中占有重要地位,根据这些核心词汇可以衍生出所有的其他词汇,所以数量上不能太多。纳米领域最核心的词汇就是“纳米尺度(nanoscale)”一词,目前的定义是:The size range from approximately 1nm to 100 nm. 附加说明(note): Properties that are not extrapolations from larger size will typically, but not exclusively, be exhibited in this size range. For such properties, the size limits are considered approximate.
经过代表们在历次会议上非常详尽的讨论,已经接近共识的词语有:
nanotechnology, nanoscience, nanoscale phenomena, nanoscale properties, nanomaterial, manufactured nanomaterial, incidental nanomaterial, nanostructured material, nanomanufacturing processes
正在讨论中的通用词语(general terms)包括: nanofabrication, selfassembly, lithography, bottomup process, topdown process
其他十大类涉及纳米加工过程的词语包括:
assembly techniques
biological techniques
nanostructured material synthesis methods
deposition methods
etching methods
nanocomposite manufacturing methods
nanoparticle synthesis
nanopatterning lithography
rollto toroll manufacturing techniques
selfassembly and directed self assembly
⑥terminology and definitions—nanostructured materials (纳米结构材料的术语和定义)
纳米结构材料指的是具有纳米结构的宏观材料(如多孔材料)。定义工作包括对nanostructured、nanophase、nanocomposite的描述,从三个不同层次进行定义。
⑦terminology and definitions—bionano interface (纳米生物界面的术语和定义)
对于如何区分纳米技术词语、生物技术词语,从而选出与纳米—生物交界的关键词语需要深入讨论。
⑧terminology and definitions—nanoscale measurement and instrumentation (纳米测量和设备的术语和定义)
这个项目是和ISO/TC201(表面分析)联合,由澳大利亚的John Milles负责。
⑨terminology and definitions—for medical, health and personal care applications (用于医药、健康和个人保健用途的术语和定义)
⑩terminology and definitions—nanomanufacturing processes (纳米加工过程的术语和定义)
B11TR nanotechnologies —framework for nomenclature models for nanoobjects(纳米物体命名法的框架)
该项目与国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)联合进行。以纳米粒子为例,命名中应该包含哪些指标(粒径、成分、表面配体、电荷,等等)需要仔细考虑,这也是学术界一直关心的问题[2]。
除这些正式立项的项目之外,第一工作组还成立了若干任务组,进行一些特定领域的信息收集和立项前的准备工作。其中一个是纳米技术集成术语数据库“Integrated Terminology Database for Nanotechnology”的问题,这个数据库将在ISO范围内协同使用,有助于整合不同委员会之间有关纳米技术的术语和命名法标准的建立。在下次TC229 荷兰马斯特里赫特(Maastricht)会议上将提出有关数据库结构的提案(architecture for the database),这个工作的第一步是建立“The ISO Concept Database”(网址是:cdb.iso.org,2009年10月27日开始启动)。这一数据库的建立将有助于从ISO已经发布的标准中遴选一个初步的术语表。
在第一工作组任务中,纳米技术集成术语数据库的建立和其他项目的实施,将会使过去三年间建立的工作框架更加充实,并且加强与其他委员会的合作关系。其他的合作项目将在化妆品、食品添加剂、营养保健品等方面发挥作用。
与此相关,2008年由召集人内部任务组(Convenors Interim Task Group (CTG))设立的项目“纳米技术本体论方法(ontology)”执行一年后被宣布停止,认为与the Integrated Terminology Database for Nanotechnology的思路不符。这个项目的申请人是来自一个私人个体咨询公司的挪威人,并不从事任何具体的科技研究,而仅仅从事数据库的调研和整理工作,提出的ontology方法也是没有任何针对性,没有被认可,只能中途停止。这说明从ISO大局发展需要,不可能支持意义不大的项目。
在前不久召开的TC229以色列全会上,第一工作组作出以下决议:
由伊朗人Ali领衔的项目JWG1TG2 Outline of Nanomaterials Classification (Nanotree)—Applications 将转移到第四工作组,因其所涉及的内容更加适于后者的材料技术指标(Materials Specification)部分。
伊朗人在波尔多会议上提出Nanotree的项目,并且以树枝状分类表形式给出详尽的与材料制备相关的分类内容,其后又与各国代表多次沟通。
从第一工作组的进展来看,美、加充满强烈的主导意识,英、德努力推动将本国标准列入国际标准,日本在标准制定中取得实质性进展。
2. 欧美国家的纳米技术术语标准化
1)美国的ASTM/E56
早在2005年E56(纳米技术委员会)成立之初,其优先工作项目就包括在所有利益相关者的需求驱动下,制定一份全球范围的纳米技术术语标准。纳米结构的特性、合成和应用研究正在以指数级数迅速增长,远远超过了对这些新材料化学构成和物理组成进行描述的语言的发展。和ISO/TC220相似,E56的第一分委员会(E56.01)也是信息学和术语方面。
2006年11月,E56审批通过了该技术委员会的第一个标准:ASTM E 245606 Terminology for Nanotechnology (纳米技术术语)。这份标准是若干组织经过通力合作完成制定的,可以在ASTM/ E56技术委员会网站上 (http://www.astm.org/COMMIT/SUBCOMMIT/E5601.htm)免费获取。该标准规定了nanoscale、nanotechnology等13个术语。
E56技术委员会主席Vicki Colvin说:“这份ASTM术语标准将改变我们与决策者、教师和邻居们的交流方式。我们将第一次能够放心使用诸如‘纳米微粒’这样的关键性术语,并且确信自己的用语是精确的,能够与全球的纳米技术专家交流和共享。更加美妙的是这份文献是免费获取的。现在,对纳米技术感兴趣的教师和学生们能够方便地查询这份术语辞典,自行消化理解我们这个技术在众多领域的细微差别。”[3]
为了促进术语标准的制定工作,ASTM发起此项目并与很多合作伙伴签订了联合制定标准的协议,包括美国电气电子工程师学会(IEEE)、美国机械工程师协会(ASME)、美国国家科学基金会(NSF)、日本国家先进工业科技学会(AIST)、国际半导体设备与材料公司和美国化学工程学会。
ASTM相信通过合作协议可以避免众多标准组织间的资源重复建设,为专家团提供唯一标准的研发基地,进而制定出一份既包括信息又包括应用的真正的全球术语标准。
2)英国的PAS
英国标准学会于2008年2月发布了6项纳米名词的公开规范(PAS),分别是:
PAS 131 Terminology for medical, health and personal care applications of nanotechnology
PAS 132 Terminology for the bionano interface
PAS 133 Terminology for common nanoscale measurement terms including instrumentation
PAS 134 Terminology for carbon nanostructures
PAS 135 Terminology for nanofabrication
PAS 136 Terminology for nanomaterials
这里的131、132、133、135已经成为ISO/TC229相应标准的基础文件,反映出英国在标准制定上的超前意识。
三 结论与展望
纳米技术领域的术语体系建立和标准化是一个紧迫的任务,同时又是一项系统工程,ISO/TC229正在进行的术语标准化工作集合了各方面的专家,保持与各标准组织密切协作,参照其他传统领域的成熟经验,并严格遵循ISO规定的科学方法,值得我们认真借鉴。
参 考 文 献
[1]Wills C. Nanotechnology—The terminology challenge[J]. ISO Focus,2007(4):26-27.
[2]Gentlemen D J, Chan W C W. A systematic nomenclature for codifying engineered nanostructures[J].Small, 2009, 5(4):426-431.
[3]ASTM 标准化新闻.[EB/OL].(2006-12-01)[2009-12-05].http://www.cssn.net.cn.
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纳米科技的内涵
目前科技界普遍公认的纳米科技的定义是:在纳米尺度(1~100nm)上研究物质(包括原子、分子的操纵)的特性和相互作用以及如何利用这些特性和相互作用的具有多学科交叉性质的科学和技术。纳米科技与众多学科密切相关,它是一门体现多学科交叉性质的前沿领域。现在已不能将纳米科技划归任何一个传统学科。如果将纳米科技与传统学科相结合,可产生众多的新的学科领域,并派生出许多新名词。这些新名词所体现的研究内容亦有交叉重叠。若以研究对象或工作性质来区分,纳米科技包括三个研究领域:纳米材料、纳米器件、纳米尺度的检测与表征。其中纳米材料是纳米科技的基础;纳米器件的研制水平和应用程度是人类是否进入纳米科技时代的重要标志;纳米尺度的检测与表征是纳米科技研究必不可少的手段和理论与实验的重要基础。
纳米科技的最终目的是以原子、分子为起点,去设计制造具有特殊功能的产品。在未来,人们将可以用纳米技术一个一个地将原子组装起来,制成各种纳米机器如纳米泵、纳米齿轮、纳米轴承和用于分子装配的精密运动控制器。纳米科技研究的技术路线可分为“自上而下”和“自下而上”两种方式。“自上而下”是指通过微加工或固态技术,不断在尺寸上将人类创造的功能产品微型化;而“自下而上”是指以原子、分子为基本单元,根据人们的意愿进行设计和组装,从而构筑成具有特定功能的产品,这主要是利用化学和生物学技术。“自下而上”的制作方式是纳米科技概念最早提出时的核心内涵。长期以来人们对任何希望得到的纳米结构材料(包括控制固态生成物的尺寸、形状、性质),还是习惯于从微电子的角度出发,通过“自上而下”的方式提高加工精度。预计到2010年,通过目前微加工方式在硅集成电路上的线条宽度和CMOS电路的设计原理将达到极限。要跨越量子效应障碍,必须考虑采用其他的方式使工业生产适应新的设计原理和纳米尺度的精度标准。因此,“自下而上”的制作方式伴随着纳米科技的迅猛发展将愈来愈受到重视。在这种制作方式中,最为重要的研究方向是实现分子器件自组装。分子自组装就是在平衡条件下,分子自发组合而成为一种稳定的、结构确定的、以共价键和非共价键联结的聚集体。分子自组装在生命系统中普遍存在,而且是各种复杂生物结构形成的基础。现在科学家借助计算机模拟,并利用化学和生物技术,已成功地设计和制造出一些具有特定形状和性质的分子装置。因此,纳米科技并不仅仅是传统微加工技术的扩展和延伸。在目前,我们应在鼓励两种技术路线结合的同时,注重“自下而上”方法的探索。
(来源:《微纳电子技术》2003年第1期白春礼/文 刘金婷/摘编)