头图：纺织品石墨烯检测实验室里摆放的透射电镜。劳动报记者陆燕婷 摄影
偌大的空间里摆放着一台“小火箭”，将已经前处理、直径不过5毫米的铜薄片插入其中，放大上万倍后“透视”薄片上是否存有石墨烯新材料。近日，劳动报记者跟随上海市质检院专家走进纺织品石墨烯检测实验室，揭秘这一新材料如何检测甄别。
走进实验室鉴别服装产品是否含有石墨烯（视频）。劳动报记者陆燕婷 摄影
春夏季衣物中正广泛使用
“石墨烯是目前已知的世界上最薄、最坚硬、导电性最好的纳米材料，广泛应用于电子信息、新能源、航空航天以及柔性电子等领域，是名副其实的‘新材料之王’。如今，石墨烯在服装产品领域、特别是春夏季的内衣产品中也被广泛应用。”上海市质检院纤维检验所副所长周兆懿告诉劳动报记者。
送检样品。劳动报记者陆燕婷 摄影
在业界看来，由于石墨烯具有优异的导电性、导热性和力学性能等，将石墨烯材料和传统纺织品以不同的方式复合，可以起到改善传统纺织品的服用性能，例如提升耐磨性能和抗拉强力。同时由于石墨烯的赋能，普通纺织品还能获得一种或几种特殊性能，在导电（抗静电）性能、防紫外性能、抗菌性能、防水性能、远红外性能、阻燃性能等方面亦表现卓越。
“尽管功能强大，但是实际应用中，添加有石墨烯的衣物和普通材质的服装在穿着舒适度和手感上并没有太大的差别。消费者很难用肉眼判断是否含有石墨烯。”周兆懿表示，近年来，随着市场产品增多、前来送检的石墨烯服装样品也不断增多。
5毫米的极薄铜片成关键
据了解，目前，单从石墨烯材料的鉴别方法来看，可选择的方法还是比较多的。但在纺织品领域中，目前定性方法主要有拉曼光谱法（Raman）和透射电镜法（TEM）。而在上海市质检院的国家级实验室中所使用的，正是透射电镜法（TEM）。
“厚1毫米的石墨大约包含300万层石墨烯。”周兆懿告诉劳动报记者，目前，上海市质检院是国内首家在纺织品及其制品领域，获得石墨烯材料鉴别（透射电镜法）的实验室认可（CNAS）和检验检测机构资质认定（CMA）的机构。
对送检的各类宣称含有石墨烯材料的服装产品进行“前处理”。劳动报记者陆燕婷 摄影
抽取一定比例的溶液滴入一片直径不过5毫米的极薄铜片上。上海市质检院供图
在上海市质检院纤维检验所，质检专家们首先会对送检的各类宣称含有石墨烯材料的服装产品进行“前处理”。不同面料经溶解离心后的溶液置入试管中，使用滴管抽取一定比例的溶液滴入一片直径不过5毫米的极薄铜片上。
“正是这枚小小的铜薄片，通过透射电镜来观察，才能甄别服装面料中是否真的含有石墨烯。”只见上海市质检院纤维检验所检测三室工程师、石墨烯检测人员龚婕将铜薄片用镊子轻轻盛入透明盒中，前往实验室进行现场检测。
用“小火箭”来透视乾坤
在上海市质检院纺织品石墨烯检测实验室里，置有一台偌大的透射电镜。初看，形似“小火箭”，一旁连接着一个巨大的平板和两台电脑设备。而这个实验室对环境和地面平整度要求极高，且常年保持20摄氏度左右、呈恒温恒湿状态。
只见质检员龚婕打开透明盒，再轻轻用镊子夹取铜薄片，放入透视杆中间并固定好，将装有铜薄片的透视杆小心且用力插入形似“小火箭”的透射电镜中，耐心等待数据。整个过程连贯且不中断。
将装有铜薄片的透视杆插入形似“小火箭”的透射电镜中。劳动报记者陆燕婷 摄影
“在数读数据呈现可读后，我们能够通过透射电镜来抓取到经过放大后的铜薄片纳米层细节画面。”上海市质检院检测三室主任、高级工程师黄怡婧手指电脑屏中所截取到的透射画面，并告诉记者，通过透射电镜法，可以给出一个“含石墨烯材料聚集体数量占选取的聚集体数量的百分含量”和一个“是否含有石墨烯材料”的结论。整个甄别过程需要依靠“火眼金睛”，仅一次样品的检测，就需耗时2至4小时、成百上千次地找寻。
甄别过程需要依靠“火眼金睛”。劳动报记者陆燕婷 摄影
“图中这样层层叠叠的条纹状，就是我们寻找的类似石墨烯聚集体的边缘。观测层数是否低于10层。如低于则可判定该聚集体含有石墨烯材料。”黄怡婧说，在纺织品领域中，石墨烯材料通常是与纺织纤维进行复合的一种复合材料，且提取石墨烯的过程中无法做到完全去除除石墨烯以外的所有物质。“一般来说，当含有石墨烯的聚集体占60%及以上，才能被判定为含有石墨烯材料。”
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