纳米测量方法实施标准的必要性国内外国外的进展状况

1 大纲
在21世纪这个时候，纳米技术成为了继计算机信息技术、生命科学后又一个推动全球科技革新、经济增长的全新重大领域。
纳米技术在纳米电子、纳米机械、纳米生物、纳米材料等各个方面拓宽全新的视角。纳米是一个一米的10-9数量级的微小尺寸，只有当物质到了这么小的线度，其各种各样不同于大块同类样品的特性才能显示出来。人们正是希望开发这些未知的特征，利用这些未知的特征，来推动这一科技革新。对于这些微小物质结构的控制利用，首先离不开测量技术，传统的用于纳米测量的仪器主要是透射电子显微镜、扫描电子显微镜、粒度分布测量仪，自80年代又发展起来了SPM（扫描探针显微镜）包括扫描隧道显微镜、原子力显微镜、摩擦力显微镜、磁力显微镜等。由于绝大多数纳米技术从实验室到中试及产品化都离不开计量尺寸数据，而且并非在同一类仪器上获得，所以这些测量仪器的量值统一，可溯源性是非常重要的。

2 目前状况
1）从我们国家质量技术监督局的标准化管理来看，除了透射电子显微镜光学、扫描电子显微镜光学、粒度仪有计量检定规范外，其它仪器尚无计量检定规程。此外，透射电子显微镜有透射电子显微镜放大率测试方法光学。以上规程和标准中使用的标准物质尚无溯源性要求，这对计量量值的统一和传递是不利的。
2）  在目前的计量检定规程中所用的用于放大倍率的标样为机械刻线光栅的复制品或类似的刻线标准，用于SPM的工作标样也为机械刻线的光栅复制品或类似的刻线标准，其标准值为2160条/mm，19条/mm，……。由于它的数据为一个总体集合统计值，而使用时我们在显微镜看到的却是十几条或甚至几条（高倍时），所以不符合计量量值的正确性和溯源性。
3）  各类粒度仪使用的标样也只有大小粒径值，并无形状因子校正值，而它的标定却是依赖于光学或电子显微镜。这往往带来各类仪器所获得的测量值的不统一和无法溯源。
4）  以上各文件所述能提供的标准参考物质均为微米级标准，不能标定纳米量级的尺寸。（除了原子级的尺寸Å级也就是0.1纳米数量级的尺寸可以通过云母，石墨等晶体的晶格常数来确定，但由于仪器在整个可测量范围内是不线性的，纳米范围的测量仍无法解决。
5）  国外的有关纳米测量仪器放大倍率校正的标准，如美国ASTM标准“扫描电子显微镜放大倍率的标准校准方法”光学中规定所采用的标准参考物质的量值必须建立在一个可溯源到一个正确值的程序上，每一个被证实的量值必须附有一个有置信水平的不确定度。

3 单分散相标准小球作为微小尺寸测量标准的优越性
1）标准小球由于其球对称性在任何仪器中可以认为其是一维的测量标准参考物质。
2）标准小球由于其制作的大小不均，·重力而致不圆¸测量时的变形等均可用一个粒径标准偏差来评价并给出不确定度。
3）  由于可采用有机材料制作，密度接近于水，在水中分散性好，可运用于水溶液液相定标，也可用于气相定标（气溶胶也由液相喷射而成）。
4）  用球对称的颗粒作为标准参考物质来标定各种粒度仪，由于其形状因子最简单，已逐渐为各国和各仪器厂商所采用，实际也证明了采用球形粒子对于各种粒度分析仪器（重力沉降法，离心沉降法，电子筛网法，显微镜法，电子敏感区域法）之间的量值统一有多方面的优点。欧共体标准参考物质局（BCR）正计划用球形标准参考物质来替代目前用的非球形的二氧化硅标准粒子光学。

4 工作展望
1）研究标准参考物质的溯源性。
2）研究采用标准小球作为纳米测量仪器的检定用标准参考物质。
3）制定用标准小球标定其放大倍率的各种仪器（电镜、SPM、粒度仪等）的标准测试方法。
4）修改不再合适的的计量检定程序。