ISO/TS 12805:2011
(Main)Nanotechnologies — Materials specifications — Guidance on specifying nano-objects
Nanotechnologies — Materials specifications — Guidance on specifying nano-objects
ISO/TS 12805:2011 provides guidance on the preparation of specifications for the characteristics of manufactured nano-objects and their measurement methods. This is intended to help ensure the delivery of products with consistent properties for subsequent processing and/or final product performance. ISO/TS 12805:2011 includes guidance on specifying the physical and chemical characteristics of manufactured nano-objects, which might affect performance or subsequent processing.
Nanotechnologies — Spécifications de matériaux — Lignes directrices de spécification des nano-objets
L'ISO/TS 12805:2011 fournit des lignes directrices pour élaborer les spécifications concernant les caractéristiques des nano-objets manufacturés ainsi que les méthodes de mesure associées. Cela est censé assurer la fourniture de produits possédant les propriétés requises par un traitement ultérieur et/ou nécessaires pour les performances du produit final. L'ISO/TS 12805:2011 comprend des lignes directrices pour la spécification des caractéristiques physiques et chimiques des nano-objets manufacturés, pouvant affecter la performance ou le traitement ultérieur.
General Information
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TECHNICAL ISO/TS
SPECIFICATION 12805
First edition
2011-11-15
Nanotechnologies — Materials
specifications — Guidance on specifying
nano-objects
Nanotechnologies — Spécifications de matériaux — Lignes directrices
de spécification des nano-objets
Reference number
©
ISO 2011
© ISO 2011
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Published in Switzerland
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Contents Page
Foreword . iv
Introduction . v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
4 Specifying manufactured nano-objects . 2
4.1 General . 2
4.2 Nano-objects having all three dimensions at the nanoscale, i.e. nanoparticles . 2
4.3 Nano-objects having two dimensions at the nanoscale, i.e. nanofibres . 3
4.4 Nano-objects having one dimension at the nanoscale, i.e. nanoplates . 4
5 Additional material characteristics that might influence end-product performance and/or
downstream processability . 5
5.1 General . 5
5.2 Characteristics known to be influential in specific areas of application . 5
5.3 Other material characteristics with a possible influence on product performance and/or
downstream processability . 5
6 Proposed measurement methods for determining the characteristics of manufactured
nano-objects identified as important for specification purposes . 6
7 Possible impacts of contamination on the properties and performance of manufactured
nano-objects and their mitigation . 7
Annex A (informative) Figure A.1 — Decision tree to assist with the use of ISO/TS 12805 . 8
Annex B (informative) Measurement methods . 9
Bibliography . 19
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
In other circumstances, particularly when there is an urgent market requirement for such documents, a
technical committee may decide to publish other types of document:
an ISO Publicly Available Specification (ISO/PAS) represents an agreement between technical experts in
an ISO working group and is accepted for publication if it is approved by more than 50 % of the members
of the parent committee casting a vote;
an ISO Technical Specification (ISO/TS) represents an agreement between the members of a technical
committee and is accepted for publication if it is approved by 2/3 of the members of the committee casting
a vote.
An ISO/PAS or ISO/TS is reviewed after three years in order to decide whether it will be confirmed for a
further three years, revised to become an International Standard, or withdrawn. If the ISO/PAS or ISO/TS is
confirmed, it is reviewed again after a further three years, at which time it must either be transformed into an
International Standard or be withdrawn.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO/TS 12805 was prepared by Technical Committee ISO/TC 229, Nanotechnologies.
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Introduction
The need for this Technical Specification arose in response to the failure of specifications agreed between
suppliers of manufactured nano-objects and their customers to ensure delivery of material that responds
consistently to downstream processing or that is capable of generating consistent performance in the final
product between batches and lots.
This observed inconsistent performance of batches or lots of material has led to the conclusion that the cause
has to be related to one or more of the following scenarios.
a) The specification agreed between customer and supplier does not cover all material characteristics that
have an influence on performance and/or processability, or it has been interpreted differently by the
customer and supplier.
b) One or more material characteristic is currently being measured by an inappropriate technique.
c) One or more measurement technique is being applied in an incorrect manner.
This Technical Specification is intended to help address all of these issues. These same issues are also
relevant to the process of initial material qualification, prior to specification and use, and some of the guidance
provided can be used in this context.
Each broad category of manufactured nano-object has been considered in a separate clause: those at the
nanoscale in all three (orthogonal) dimensions, those at the nanoscale in two (orthogonal) dimensions and
those at the nanoscale in one dimension only. Many nano-objects are supplied in the form of dispersion in a
liquid medium. For each broad category of nano-object, the characteristics relevant to dispersions have
therefore also been identified.
For each category of manufactured nano-object:
a list is provided of material characteristics that are considered relevant to initial material qualification in
all areas of application;
a list is provided of additional material characteristics that are considered relevant to material qualification
in specific areas of application;
where the use of these material characteristics in agreed specifications does not ensure batch-to-batch
or lot-to-lot consistency, a further list of characteristics that might have an influence on product
performance and/or downstream processing is provided for consideration;
for all identified material characteristics, appropriate measurement methods are proposed, which
separate into two categories:
a) those generally utilising relatively low-cost equipment, which can be envisaged for use in routine
batch or lot quality control in an industrial environment, and
b) those which require specialist equipment and which might therefore only be viable for use in less
frequent assessments;
a brief description of the basis of each measurement method is provided and, wherever possible,
reference is made to an appropriate source of guidance on good practice in carrying out the test (usually
an established standard); where no viable or validated measurement method can currently be identified,
this is also stated. For some parameters, guidance on an appropriate measurement method is not quoted
because no International Standard exists for measuring such a parameter. Often, however, International
Standards do exist which refer to the measurement of the parameter for specific materials or applications.
Such material- or application-specific standards can be identified by searching the ISO standards
database (www.iso.org).
A decision tree is provided in Annex A as a guide to the use of this Technical Specification.
Users of this Technical Specification should be aware that packaging, labelling and transport of materials
specified in this Technical Specification may be subject to statutory and regional regulations.
It has been assumed in the preparation of this Technical Specification that the execution of its provisions will
be entrusted to appropriately qualified and experienced people, for whose use it has been produced.
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TECHNICAL SPECIFICATION ISO/TS 12805:2011(E)
Nanotechnologies — Materials specifications — Guidance on
specifying nano-objects
1 Scope
This Technical Specification provides guidance on the preparation of specifications for the characteristics of
manufactured nano-objects and their measurement methods. This is intended to help ensure the delivery of
products with consistent properties for subsequent processing and/or final product performance.
This Technical Specification includes guidance on specifying the physical and chemical characteristics of
manufactured nano-objects, which might affect performance or subsequent processing. A list of applicable
measurement methods is given in Annex B.
NOTE 1 The nano-objects can be supplied in a dry form or as dispersions in a liquid medium.
Guidance on specifying the environmental, health and safety (EHS) characteristics of manufactured nano-
objects is outside the scope of this Technical Specification.
NOTE 2 Nanotechnology is a rapidly growing and evolving field. It is therefore good practice for users of this Technical
Specification to maintain an awareness of the legislative environment and latest developments in EHS regarding
nanotechnology (see References [1][2][3][4][15][16][38][39][40][41][42][43]). If the customer or supplier wishes to assess
the environmental, safety or health risks of the material, they can refer to ISO/TR 13121 and ISO/TR 12885 for further
guidance.
This Technical Specification also does not include guidance on specifying materials containing nanosized
phases formed in situ by a transformation in the material, e.g. Guinier-Preston zones in precipitation
hardening metals. Furthermore, it does not specify quantitative requirements for the object to be considered a
nano-object, but lists appropriate examples of characteristics and properties and their measurement methods
useful for specifying nano-objects. Characteristics and measurement methods for nano devices are not
included.
Although this Technical Specification refers to parameters, which could be considered aspects of material
quality, it is not intended to provide guidance on the establishment of quality management systems. For
guidance on quality management systems, reference can be made to ISO 9000.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO/TS 27687, Nanotechnologies — Terminology and definitions for nano-objects — Nanoparticle, nanofibre
and nanoplate
ISO/TS 80004-1, Nanotechnologies — Vocabulary — Part 1: Core terms
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO/TS 27687, ISO/TS 80004-1 and the
following apply.
3.1
nano-object
material with one, two or three external dimensions in the nanoscale
3.2
nanoscale
size range from approximately 1 nm to 100 nm
3.3
manufactured nano-object
nano-object intentionally produced for commercial purposes to have specific properties or composition
4 Specifying manufactured nano-objects
4.1 General
Product specifications are an important component of the information a supplier provides to the marketplace,
which also includes items such as trade names, product grades, product information sheets, material safety
data sheets, case histories, testimonials and advertising.
For the supplier, product specifications reflect production capabilities and are used to differentiate product
grades. For the customer, product specifications are used to differentiate among alternative suppliers or
materials. They are used to set specifications for the end-use product. For both supplier and customer,
product specifications are used in firm-wide quality systems such as ISO 9001 to en
...
SPÉCIFICATION ISO/TS
TECHNIQUE 12805
Première édition
2011-11-15
Nanotechnologies — Spécifications
de matériaux — Lignes directrices de
spécification des nano-objets
Nanotechnologies — Materials specifications — Guidance on
specifying nano-objects
Numéro de référence
©
ISO 2011
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quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l’accord écrit
de l’ISO à l’adresse ci-après ou du comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
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Version française parue en 2012
Publié en Suisse
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Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction . v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes et définitions . 1
4 Spécification des nano-objets manufacturés . 2
4.1 Généralités . 2
4.2 Nano-objets dont les trois dimensions sont dans l’échelle nanométrique, à savoir
les nanoparticules . 2
4.3 Nano-objets dont deux dimensions sont dans l’échelle nanométrique, à savoir les nanofibres . 3
4.4 Nano-objets ayant une dimension à l’échelle nanométrique, à savoir les nanofeuillets . 4
5 Caractéristiques supplémentaires des matériaux, susceptibles d’influencer les performances
du produit final et/ou le traitement en aval . 5
5.1 Généralités . 5
5.2 Caractéristiques connues pour avoir une influence dans des domaines
d’application spécifiques . 5
5.3 Autres caractéristiques de matériaux susceptibles d’influencer les performances du produit et/
ou le traitement en aval . 6
6 Méthodes de mesure proposées pour déterminer les caractéristiques de nano-objets
manufacturés identifiées comme essentielles aux fins de spécification . 6
7 Impacts éventuels de la contamination sur les propriétés et les performances des nano-objets
manufacturés, et comment les diminuer . 7
Annexe A (informative) Arbre de décision pour aider à l’utilisation de l’ISO/TS 12805 . 8
Annexe B (informative) Méthodes de mesure .10
Bibliographie .24
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales,
en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI, Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d’élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l’approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
Dans d’autres circonstances, en particulier lorsqu’il existe une demande urgente du marché, un comité
technique peut décider de publier d’autres types de documents:
— une Spécification publiquement disponible ISO (ISO/PAS) représente un accord entre les experts dans un
groupe de travail ISO et est acceptée pour publication si elle est approuvée par plus de 50 % des membres
votants du comité dont relève le groupe de travail;
— une Spécification technique ISO (ISO/TS) représente un accord entre les membres d’un comité technique
et est acceptée pour publication si elle est approuvée par 2/3 des membres votants du comité.
Une ISO/PAS ou ISO/TS fait l’objet d’un examen après trois ans afin de décider si elle est confirmée pour trois
nouvelles années, révisée pour devenir une Norme internationale, ou annulée. Lorsqu’une ISO/PAS ou ISO/TS
a été confirmée, elle fait l’objet d’un nouvel examen après trois ans qui décidera soit de sa transformation en
Norme internationale soit de son annulation.
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de droits
de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas avoir
identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L’ISO/TS 12805 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 229, Nanotechnologies.
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Introduction
Les présentes lignes directrices résultent du constat que, pour les besoins de la présente Spécification
technique, les spécifications des nano-objets manufacturés convenues entre les fournisseurs et leurs clients
n’ont pas permis d’assurer la fourniture d’un matériau d’une qualité à même de garantir l’efficacité du traitement
en aval ou d’assurer, d’un lot à l’autre, des performances constantes du produit final.
Le caractère inconstant de la qualité selon les lots de matériaux a conduit à la conclusion que la cause est à
mettre en rapport avec un ou plusieurs des éléments suivants.
a) Les spécifications convenues entre le client et le fournisseur ne recouvrent pas l’ensemble des
caractéristiques des matériaux qui influent sur leurs performances et/ou leur adéquation à un procédé
d’aval, ou ont été interprétées différemment par le client et le fournisseur.
b) Une ou plusieurs des caractéristiques du matériau sont mesurées par une technique inappropriée.
c) Une ou plusieurs des techniques de mesure sont mises en œuvre de manière incorrecte.
La présente Spécification technique est destinée à aider à la résolution de ces problèmes. Ces mêmes problèmes
se posent également lors du processus de qualification initiale des matériaux, préalablement à leur spécification
et à leur utilisation, et certaines des présentes lignes directrices peuvent être utilisées dans ce contexte.
Chaque grande catégorie de nano-objets manufacturés a été étudiée dans un article distinct: nano-objets qui
présentent trois dimensions (orthogonales) à l’échelle nanométrique, ceux qui présentent deux dimensions
(orthogonales) à l’échelle nanométrique et ceux qui ne présentent qu’une seule dimension à l’échelle
nanométrique. De nombreux nano-objets sont fournis sous forme d’une dispersion dans un milieu liquide.
Les caractéristiques pertinentes pour les dispersions ont donc été également identifiées pour chaque grande
catégorie de nano-objets.
Pour chaque catégorie de nano-objets manufacturés
— il est fourni une liste de caractéristiques jugées pertinentes pour la qualification initiale du matériau, sans
préjuger des domaines d’application,
— il est fourni une liste de caractéristiques supplémentaires adaptées à la qualification du matériau dans des
domaines d’application spécifiques,
— lorsque, dans le cadre de spécifications convenues, l’utilisation de ces caractéristiques de matériaux ne
permet pas de garantir la reproductibilité des lots, une nouvelle liste de caractéristiques qui pourraient
influer sur les performances du produit et/ou sur le traitement en aval est proposée pour examen.
— Pour chaque caractéristique de matériau identifiée, des méthodes de mesure appropriées sont proposées;
on peut les classer en deux catégories:
a) celles mettant généralement en œuvre des équipements relativement peu coûteux et dont l’utilisation peut
s’envisager en routine pour le contrôle de qualité de lots en environnement industriel;
b) celles qui nécessitent des équipements spécialisés dont l’utilisation ne pourrait par conséquent s’envisager
que dans le cadre de contrôles moins fréquents.
— Pour chaque méthode de mesure, une brève description des principes fondamentaux est fournie et, à
chaque fois que possible, il est fait mention de la référence appropriée des lignes directrices de bonnes
pratiques du test (généralement une norme établie); sont également mentionnés les cas où il n’a pas été
possible de trouver une méthode de mesure applicable ou validée. Pour certains paramètres, en raison
de l’absence de Norme internationale traitant de leur mesurage, il n’est pas fourni de lignes directrices
sur d’éventuelles méthodes de mesure. Cependant, il existe souvent des Normes internationales faisant
référence au mesurage du paramètre concerné pour des matériaux ou des applications spécifiques. De
telles normes spécifiques pour un matériau ou une application donnée peuvent être trouvées dans la base
de données des Normes internationales (à l’adresse www.iso.org).
Un arbre de décision est fourni dans l’Annexe A comme ligne directrice pour l’utilisation de la présente
Spécification technique.
Les utilisateurs de la présente Spécification technique doivent être avertis que l’emballage, l’étiquetage et
le transport des matériaux mentionnés dans la présente Spécification technique peuvent faire l’objet de
réglementations légales et régionales.
La présente Spécification technique a été rédigée en considérant que la mise en œuvre des dispositions qu’elle
définit sera confiée à des personnes qualifiées et expérimentées, à l’intention desquelles elle a été élaborée.
vi © ISO 2011 – Tous droits réservés
SPÉCIFICATION TECHNIQUE ISO/TS 12805:2011(F)
Nanotechnologies — Spécifications de matériaux — Lignes
directrices de spécification des nano-objets
1 Domaine d’application
La présente Spécification technique fournit des lignes directrices pour élaborer les spécifications concernant
les caractéristiques des nano-objets manufacturés ainsi que les méthodes de mesure associées. Cela est
censé assurer la fourniture de produits possédant les propriétés requises par un traitement ultérieur et/ou
nécessaires pour les performances du produit final.
La présente Spécification technique comprend des lignes directrices pour la spécification des caractéristiques
physiques et chimiques des nano-objets manufacturés, pouvant affecter la performance ou le traitement
ultérieur. Une liste des méthodes de mesure applicables est donnée dans l’Annexe B.
NOTE 1 Les nano-objets peuvent être fournis sous forme sèche ou sous forme de dispersion dans un milieu liquide.
La présente Spécification technique ne comporte pas de lignes directrices pour la spécification des
caractéristiques des nano-objets manufacturés en rapport avec l’environnement, l’hygiène et la sécurité (EHS).
NOTE 2 Les nanotechnologies sont un domaine en pleine croissance et en évolution rapide. Par conséquent,
les utilisateurs de la présente Spécification technique devront rester attentifs au contexte législatif et aux derniers
développements concernant les aspects «environnement, hygiène et sécurité (EHS)» des nanotechnologies (voir les
Références [1][2][3][4][15][16][38][39][40][41][42][43]). Le client ou le fournisseur qui souhaite évaluer les risques des
matériaux pour l’environnement, la sécurité ou la santé, peut consulter l’ISO/TR 13121 et l’ISO/TR 12885 pour de plus
amples informations.
De même, la présente Spécification technique ne fournit pas de lignes directrices pour les matériaux comportant
des phases nanométriques formées in situ par une transformation au sein du matériau, par exemple les zones
de Guinier-Preston dans le cas de métaux durcis par précipitation. De plus, elle n’indique pas de critères
quantitatifs pour qu’un objet soit considéré comme un nano-objet, mais énumère des exemples appropriés de
caractéristiques et de propriétés ainsi que les méthodes de mesure correspondantes utiles pour la spécification
des nano-objets. Les caractéristiques et les méthodes de mesure des nano dispositifs ne sont pas incluses.
Bien que la présente Spécification technique fasse référence à des paramètres qui pourraient être considérés
comme se rapportant à la qualité du matériau, elle ne prétend pas fournir des lignes directrices pour la mise
en place d’un système de management de la qualité. Pour les lignes directrices relatives aux systèmes de
management de la qualité, on peut se référer à l’ISO 9000.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indis
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.