石墨烯正处于行业应用的临界点，但在新的市场机遇中，你也会发现机会主义者。我们采访了曼彻斯特石墨烯协会（Graphene@Manchester）首席执行官詹姆斯-贝克（James Baker）和国家物理实验室（NPL）的石墨烯表征领导者安德鲁-波拉德（Andrew Pollard），请他们谈谈二维材料标准为何如此重要，以及行业如何避免重蹈石墨烯早年 “炒作与崩溃 “的覆辙。
早年的石墨烯研发因业界对该材料失去信心而受到损害。您能给我们介绍一下发生这种情况的背景和原因吗？
詹姆斯-贝克：在石墨烯发展初期，人们开始看到它的潜力。安德烈-盖姆（Andre Geim）和科斯佳-诺沃肖洛夫（Kostya Novoselov）获得了诺贝尔物理学奖（2010 年），业界开始对石墨烯感兴趣，看到了石墨烯所有这些神奇的特性，并开始参与其中。
因此，当人们看到石墨烯的潜力，认为这很简单，只需将一些石墨打碎成石墨烯，将其作为涂层添加到聚合物或塑料、橡胶或电池中，就能提高性能时，我们可以称之为 “第一次淘金热”。
但困难也随之而来，因为首先，石墨烯不仅形式多样，而且加工成产品和应用的材料也不简单。这不是简单的添加。你必须正确地配制它。以正确的方式添加。你必须掌握技术诀窍，还需要大量的基础设施来支持。因此，我们在曼彻斯特建立了国家石墨烯研究院（NGI），最近又建立了石墨烯工程创新中心（GEIC）。
我们一直在努力，并开始取得一些真正的成功，人们正在学习如何制造石墨烯，不仅是按克计算，而是按公斤、按吨计算。我们学会了如何添加石墨烯、如何混合石墨烯、如何将石墨烯配制成真正的产品和应用。
我们了解到石墨烯有多种不同的形式，这实际上是工业界、学术界和国家物理实验室（NPL）等组织合作的结果，这些组织解决了先进材料商业化的关键问题。
安德鲁-波拉德：当时你会看到很多公司在世界各地冒出来，说 “我可以卖给你石墨烯”。在石墨烯被分离出来之前，理论上石墨烯是单层的，但后来石墨和石墨烯之间的界限变得非常模糊，出现了双层石墨烯和少层石墨烯等术语。有些公司会说 “这是少层石墨烯”，然后进行测试，发现颗粒大约有 300 层。这并不能像薄片石墨烯那样提高性能。因此，你买到的可能是贴有 “石墨烯 “标签的东西，但实际上它可能是任何东西。
当时还没有任何标准，这让任何想在这一领域工作并希望成为最终用户而非材料生产商的人都感到非常困惑。他们最终得到的只是一种黑色液体，并不能改善他们的产品，因此 “所有石墨烯都是坏的”。
我们经常看到这种情况。这就是我们的真正起点，即定义该领域的标准，从术语开始，同时也包括表征石墨烯的方法，以定义不同形式的石墨烯。
在一个如此复杂的领域，有如此多的国家和国际利益相关者，您如何着手制定相关标准？
安德鲁-波拉德：我们从这一领域的大量学术工作开始。从某种程度上说，这也是问题的一部分，因为该领域的学术工作太多，一家新公司进来时没有足够的带宽去研究现有的所有文献。这很令人困惑。但我们并不是完全从零开始。我们是在 ISO TC229 的框架内开展工作的，这是一个成熟的国际纳米技术技术委员会。术语问题并不是一个新问题–ISO TC229 已经有了一个定义纳米材料的框架，因为他们以前一直在做这个工作，例如碳纳米管。
詹姆斯-贝克：这是个好问题：从哪里开始？这是一个非常复杂的领域，但我们认为这对石墨烯的商业化至关重要。因此，我们很早就确定了与 NPL 建立战略关系和合作伙伴关系的必要性，因为他们是这一领域的专家。
我们共同制定了石墨烯和二维材料的良好实践指南。NPL 了解这一点，他们与英国和国际标准组织有联系。我们看到了这一点的重要性，于是我们找到了专家，并建立了合作伙伴关系，为商业化的努力奠定了基础。
那么，从实际角度来看，当你看到最初的信心下降时，你是如何与商业伙伴一起扭转这种局面的？
詹姆斯-贝克：我们知道有一些’牛仔’声称他们拥有石墨烯，但这并不是真正的石墨烯。有很多杂质。有很多错误的期望。
因此，我们必须重新确立性能。为了从曲线底部向上攀升，我们必须开始展示对石墨烯特性的更好理解。但更重要的是，我们必须开始获得一些性能结果，让石墨烯的添加开始显示出一些真正的改进。
我们对石墨烯如何改善产品及其性能进行了验证和确认。这是一个非常结构化的从学术到工业的过程，涉及到扩大规模和更高的 TRL（技术就绪水平）。
我们可以在学术工作的基础上再接再厉，但实际上，正是围绕着这一设计实验过程，我们才开始讨论将全球环境信息中心作为一个地方，在这里你可以提出一个想法，做出一些东西，并对其进行验证。如果失败了，就迅速失败。如果成功了，就不断改进，继续前进。这是为了让业界相信，通过添加石墨烯，他们可以获得一些性能改进。
现在的趋势是向上的……
詹姆斯-贝克：是的。有些人认为石墨烯发展缓慢，但与碳纤维等其他新型材料相比，我们的发展速度非常快。我们现在已经到了与石墨烯新手合作的阶段，同时也开始与四五年前尝试过石墨烯但失败了，但现在看到了石墨烯更大潜力的人进行第二轮工业合作。然而，这也带来了自身的挑战，因为其他人也感受到了市场机遇。
这听起来就像是本文的主旨：买家要当心…
詹姆斯-贝克：是的，现在和以前一样，存在着 “狂野西部 “或 “淘金热 “的因素，不管你怎么称呼它。在过去的四、五、六年里，有许多公司直截了当，经历了真正的痛苦，稳定了流程，按照标准和规范交付产品，并在性能提升方面取得了真正的进步。但是，我们现在面临的风险是，其他人也会跳出来说：”哦，石墨烯看起来很容易。我也能做到”。但他们却在假装，就像我们之前遇到的情况一样，能够以吨为单位生产石墨烯，只需将其添加到应用中，就能指望它发挥作用。
那么，你如何帮助业界避免重蹈十年前的覆辙？
安德鲁-波拉德：我们计量界有一个说法：对数据的信心。归根结底，你需要能够证明你知道你的材料是什么。我们说过，现在已经有了一些标准，你可以按照 ISO 标准对材料进行表征，如少层石墨烯、石墨烯纳米片等。
因此，现在我知道我的材料是什么，并测量了它的不同特性。如果它将用于储能、复合材料或其他应用，那么你也可以按照标准对最终产品进行测试，并说明它的性能如何优于最先进的产品和目前的商业销售产品。这就是现在如何利用标准来支持工业的发展。
这样，你就可以在供应链中获得材料的可复制性，对数据和材料充满信心，可以复制结果，最终使最终用户获得他们所追求的性能提升，并可以大规模生产。
归根结底，石墨烯是否能提高性能并不重要，重要的是你想要更好的性能。但这又要回到对数据的信心上来，以证明你的材料发生了什么以及为什么。这就是我们如何建立强大的供应链，以发挥石墨烯的潜力。
最后，如果一家公司看到了石墨烯在其产品中的潜力，并看到了所有这些关于体积和性能的不同说法，您会如何建议他们？
詹姆斯-贝克：我们花了很多时间来赢得人们的信心，让他们了解石墨烯、如何混合石墨烯、如何使用石墨烯。我们要确保不过度宣传，但也不想低估它。这是一个微妙的平衡。
我们看到石墨烯在产品性能方面带来了真正的好处：跑鞋、防腐涂料、更坚固、更快固化的混凝土。因此，我们现在已经有了石墨烯能做什么的真实例子，但要验证、商业化并将这些产品推向市场，还有一段路要走。令人担忧的是，有些人试图利用人们对石墨烯的信心，过度推销他们尚未真正了解的东西。
我们不是在推销石墨烯。我们是在推销解决方案。但其他公司在 “第二次淘金热 “中却想在不了解数据和严格标准的情况下利用石墨烯。这实际上是一个警告，你不应该相信你在互联网上看到的一切–仍然有一些牛仔在那里。
有些人声称自己能制造数百吨石墨烯，并通过添加石墨烯让电池更好地工作，这种说法很可能是站不住脚的。你真的需要通过原型的迭代来了解和确信数据，才有资格这么说。
我们看到越来越多的公司提出了令人难以置信的主张。我敢肯定，如果我们去实地考察，并真正了解其背后的情况，就不会有多少东西能证明这些说法是正确的。
安德鲁-波拉德：几乎又回到了我们最初讨论的话题，如果你是这个领域的新手，与正确的人合作来帮助你真的很重要。我们利用曼彻斯特在二维材料科学方面的专业知识和 NPL 在计量和标准化方面的专业知识，将它们结合在一起，在这一领域取得了一些非常重要的进展。这就是我们要向进入这一领域的公司传达的信息：确保与合适的人合作，帮助您实现目标。
詹姆斯-贝克：我想，我们要得到的启示是，没有一种名为 “石墨烯 “的产品适合所有应用。纳米科学非常复杂，每种应用都需要根据其目的精心定制配方。
早期，许多公司与石墨烯供应商合作。结果他们发现，石墨烯供应并非无处不在。如果石墨烯不符合他们的要求，项目往往会以失败告终。 虽然现在有很多优秀的石墨烯公司，但与不依赖于特定石墨烯来源的人合作，你就有机会避免偏向于特定的石墨烯生产形式或方法，并以应用挑战而不是特定的材料性能为驱动力。
我们多年来总结出的经验之一是，我们建议企业与具备应用知识和独立性的人员合作，以满足所需的产品要求，然后就最适合其应用的石墨烯（或其他二维材料）形式提出建议。这是避免重蹈覆辙的最佳方法。
有关 Graphene@Manchester 如何实现二维材料商业化的更多信息，请访问我们的网站。
本文来自Graphene@Manchester，本文观点不代表石墨烯网立场，转载请联系原作者。
