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楔子
Nanotechnologies – Vocabulary — Part 1: Core vocabulary
該標準由ISO/TC 229奈米技術技術委員會及IEC/TC 113電子電氣產品及系統奈米技術標準化技術委員會共同編寫，並與歐洲標準化委員會（CEN）CEN/TC 352奈米技術技術委員會合作完成。
該標準第一版取消並取代了ISO/TS 80004-1:2015、ISO/TS 80004-2:2015、ISO/TS 80004-4:2011和ISO/TS 80004-11:2017，該等標準已進行了技術修訂。
與前幾版相比，主要變化如下：
— ISO/TS 80004-1:2015、ISO/TS 80004-2:2015、ISO/TS 80004-4:2011和ISO/TS 80004-11:2017合併為一個標準檔案；
—奈米結構的定義已做了修訂；
—已新增 NOAA 的術語和定義。
介紹
奈米技術透過對奈米尺度物質的控制，整合了用於研究、設計和製造材料、器材和系統的製程和技術。它能夠控制材料的尺寸、形狀、形態、化學成分和分子結構等特性，從而改進或開發新的製程和產品性能。
奈米技術的應用預計將影響生活的方方面面，並在通訊、醫療、製造、材料和知識型技術領域帶來顯著進步。因此，亟需為產業界和研究人員提供合適的工具，以促進奈米技術的開發、應用和交流。
一項關鍵目標是協調術語和定義，以促進奈米技術開發和應用領域內各方對相關術語的理解和使用一致性。在 ISO 80004 系列標準中，「術語」指的是：
a) 奈米科技領域所使用的詞彙進行結構化或概念化的闡述，
b) 為該詞彙表中的特定語言單位指定定義。
該標準介紹此類新興詞彙中的核心術語及其定義，並為 ISO 80004 系列共同構成的更廣泛的詞彙奠定基礎。
隨著奈米技術的不斷發展，用於促進交流的術語和定義也變得越來越具體和精確。對於許多領域而言，諸如奈米尺度、奈米材料和奈米技術等術語的含義是透過邏輯應用國際單位制（SI）中的尺度單位來推斷的。前綴「奈米-」特指10⁻⁹個單位，而該單位的性質則由其後的詞語決定。然而，在ISO 80004系列標準中，諸如奈米物體和奈米尺度等術語則使用尺寸和幾何邊界來表達奈米材料的基本且可測量的特性。以奈米尺度為例，其定義承認奈米物體的長度範圍可能超出通常與尺度概念相關的精確邊界，並指出其上下限是近似值。
在奈米尺度定義中引入下限（約1奈米）是為了避免將單一原子、少量原子團以及單一分子認定為奈米物體或奈米結構單元，因為如果沒有下限，就可能引起此種誤解。此外，尚應認識到，尺寸小於1奈米的富勒烯分子和單層平面結構（例如：石墨烯）實際上也被視為奈米材料，因為它們是奈米技術的重要組成部分。
此外，尺寸依賴性生物效應，特別是與奈米技術相關的顆粒—細胞相互作用和環境相互作用，涉及尺寸小於1奈米和大於100奈米的結構。除了尺寸之外，長徑比、核化學性質、團聚狀態、物理狀態、表面性質等參數的複雜相互作用也會影響與奈米結構材料相關的生物和環境相互作用。
術語的開發正在快速推進，並且需要回應利害相關者的需求。隨著知識的擴展，術語不僅需要有效地傳達奈米材料的尺寸和形狀指標，還需要 在其定義中有效地傳達有意製造的奈米物體和奈米結構材料的性能/特性。
如何以有意義且實用的方式向研究、商業應用、政府和消費者群體等利害相關者傳達複雜的概念定義，始終都會是個挑戰。需要強調的是，ISO 80004 系列標準中「奈米尺度」的定義是一個通用描述詞，旨在促進奈米技術相關領域的交流。
核心術語及其定義的形成得益於長期以來圍繞著科學、法規和消費者使用情況的討論。奈米科學仍在不斷發展，測量和表徵奈米材料或更廣泛意義上的奈米尺度物質的能力也在不斷提升。因此，必須確保最新的科學資訊能夠及時納入術語體系。同時，我們也必須認識到，相關術語及其定義也將經歷一個演進的過程。
該標準中的許多定義均與奈米技術術語框架和層級體系一致。此外，還要注意的是，含有奈米材料的製品本身並不一定就是奈米材料。
奈米物體（例如奈米顆粒、奈米纖維和奈米片）通常以（較大的）群體形式存在，而非以孤立或獨立的實體形式存在。由於表面能的原因，該等共存的奈米物體很可能會相互作用。該等術語並不局限於物理尺寸和形狀。提及該等術語是為了完整起見，並強調其在奈米尺度上的重要性。
圖 1展示了奈米材料、奈米物體和奈米結構材料之間的關係 。然而，這種層級關係並非旨在排除奈米物體具有內部或表面奈米結構的可能性。因此，圖 1應被視為示意圖或理想化模型。
圖 1 Nanomaterial framework 奈米材料架構
除了尺寸和形狀之外，奈米物體的功能和所展現的現像也與許多其他參數密切相關（見圖2）。該等參數包括成分、形貌、晶體結構和表面特徵，它們都會對奈米物體所展現的關鍵奈米尺度現象產生重大影響。該等現象包括磁性、光學、催化作用、電子特性等性質。
圖2 Schematic diagrams showing some shapes for nano-objects
顯示奈米物件形狀的示意圖
該標準中許多不同術語之間存在層級關係，其要素如圖3所示。
圖3 Fragment of hierarchy of terms related to nano-objects
與奈米物件相關術語階層的片段
僅憑晶體性質（例如：構成微晶體的原子或分子的三維排列、非晶體或準非晶體相中原子的短程有序、晶界、晶內界面、位錯等）不足以將材料歸類為奈米結構材料。相反地，如果材料的晶粒尺寸分佈中奈米級晶粒的比例較高（奈米晶），或者存在奈米級空隙和孔隙，或者存在奈米級析出物（即固態基體中的奈米物體），則足以將其歸類為「奈米結構材料」。類似地，幾乎所有材料的表面都具有奈米尺度的形貌和化學異質性。只有經過有意改變性質或織構化處理以產生奈米尺度形貌或化學異質性的表面，才能將材料稱為「奈米結構材料」。
本文涵蓋了五類奈米結構材料（見圖4）：
a)奈米結構粉末；
b)奈米複合材料；
c)固態奈米泡沫；
d)奈米多孔材料；
e)流態奈米分散。
對於這五個類別中的某些類別，亦定義一些子類別術語。此等類別和子類別術語並不完整；後續版本將增加更多類別和子類別。
該標準中許多不同術語之間存在層級關係，其要素如圖3所示。
圖3 Fragment of hierarchy of terms related to nano-objects
與奈米物件相關術語階層的片段
奈米結構材料的特徵在於其內部結構或表面結構處於奈米尺度。奈米物體（外部尺寸為一、二或三個維度處於奈米尺度的材料）可以具有奈米結構。
僅憑晶體性質（例如：構成微晶體的原子或分子的三維排列、非晶體或準非晶體相中原子的短程有序、晶界、晶內界面、位錯等）不足以將材料歸類為奈米結構材料。相反地，如果材料的晶粒尺寸分佈中奈米級晶粒的比例較高（奈米晶），或者存在奈米級空隙和孔隙，或者存在奈米級析出物（即固態基體中的奈米物體），則足以將其歸類為「奈米結構材料」。類似地，幾乎所有材料的表面都具有奈米尺度的形貌和化學異質性。只有經過有意改變性質或織構化處理以產生奈米尺度形貌或化學異質性的表面，才能將材料稱為「奈米結構材料」。
本文涵蓋了五類奈米結構材料（見圖4）：
a)奈米結構粉末；
b)奈米複合材料；
c)固態奈米泡沫；
d)奈米多孔材料；
e)流態奈米分散。
對於這五個類別中的某些類別，亦定義一些子類別術語。此等類別和子類別術語並不完整；後續版本將增加更多類別和子類別。
圖4 Categories of nanostructured materials defined in this document
該標準定義的奈米結構材料類別
塗層、層、薄膜等相關術語可根據其厚度（即外部尺寸）是否在奈米尺度（即外部尺寸在奈米尺度）進行分類，並根據其內部結構是否在奈米尺度（例如：奈米結構塗層、奈米複合塗層、含有分散奈米顆粒的分散塗層）進行分類。根據該標準建立的奈米材料分類系統（該體系將奈米材料分為【奈米顆粒】和【奈米結構材料】兩類），術語「奈米層」、「奈米塗層」和「奈米薄膜」歸類於【奈米顆粒】，而術語【奈米結構層】、「奈米結構塗層」和「奈米結構薄膜」歸類於【奈米結構材料】（見圖5）。需要注意的是，奈米顆粒（包括奈米層、奈米塗層和奈米薄膜）可以是較大奈米結構材料的組成部分。
圖5 Assigning the terms nanolayer, nanocoating, nanofilm to “nano-objects” and the terms nanostructured layers, coatings, and films to "nanostructured material" following the hierarchy of nanomaterial terms
依據奈米材料術語的階層，將奈米層、奈米塗層、奈米膜等術語賦予【奈米物體】，並將奈米結構層、塗層與薄膜等術語賦予【奈米結構材料】
該標準中定義的一些術語也用於其他行業。考慮到該等行業的特殊應用，它們對該等術語的定義可能略有不同。例如，
—顏料、染料和填料，可參考ISO 18451-1 標準。
—油漆及清漆，可參考ISO 4618標準，
—無塵室及相關受控環境，可參考ISO 14644-3 標準。
該等參考資料可在 ISO 線上瀏覽平台上找到。
1 範圍
該標準定義了奈米技術領域的核心術語。該標準旨在促進業界各組織和個人以及與其有業務往來的人員之間的溝通。
2 規範性引用文件
該標準中沒有任何規範性引用。
2 規範性引用文件
該標準中沒有任何規範性引用。
（見續篇）
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