論述新型絕緣奈米電介質材料的工程應用論文
金屬/電介質顆粒複合體系的光學性質,因其豐富的物理內涵有著重要的學術價值和廣泛的應用前景,而成為理論和實驗研究的熱點,備受學術界的關注。金屬/電介質複合體系既能保持各組分材料效能的優點,又具有了單一組分材料所不具備的效能,是一種優良的人工調製功能材料。以下是小編今天為大家精心準備的：論述新型絕緣奈米電介質材料的工程應用相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!
論述新型絕緣奈米電介質材料的工程應用全文如下：
【摘要】：本文通過奈米科技與新型奈米材料在電網建設、精細化工、醫藥方面的應用總結,綜述了納米技術在不同科技領域帶來的創新與技術突破。展望了納米技術以及高效能複合絕緣材料的工程應用進展。
【關鍵詞】： 奈米技術 高效能 特高壓電網 工程應用
1.奈米材料在特高壓電網建設中的應用
近年來，建設特高壓輸電網路能夠大幅度提升我國電網的輸送能力、降低長距離電力輸送損耗，對於國家能源戰略實施、電網系統執行及國家安全具有重大意義。目前，我國在直流特高壓絕緣材料研發和製造方面與區域聯網的格局已初步實現。隨著電壓等級不斷提高，網路規模逐步擴大，各大區域電發展直流特高壓對絕緣材料效能要求極高。
目前電網公司推進的“一特四大”電網發展戰略是以關鍵裝置的絕緣水平為依託。由於特高壓電網中核心裝置主要是環氧樹脂基材料，建設由1000kV交流和±800kV直流構成的電網絕緣與防護難以滿足當前要求。絕緣子傘裙材料與環氧樹脂基芯棒介面黏接力差，效率大大提高，而且穿牆套管同樣也面臨絕緣等級不足的問題。此外，外部環境也會導致普通絕緣材料的開膠破壞並導致芯棒的老化脆斷，也即所謂的“薄絕緣”。目前，採用的新型複合材料除了具有普通複合材料的特點外，還具有如下優勢:***1***顯著的協同效應：可綜合發揮各部分絕緣部件的協同效能，這是其中任何一種材料都不具備的; ***2***效能可設計性強，可針對奈米複合材料的效能需求進行設計和製造。
根據固體電介質的碰撞理論，在強電場作用下，固體導帶中的電子會在運動時與晶格發生碰撞，電子的動能不斷增大進而因碰撞電離出更多的自由電子，導致電子定向移動加劇，電阻率下降。奈米顆粒具有庫侖阻塞效應，能夠構造能壘限制電荷在環氧樹脂中的傳輸。同時，奈米顆粒獨有的介面作用會分散自由電子流，增大電荷遷移的途徑，電荷的耗散促使環氧樹脂電導率下降，相應電阻率得到改善。奈米顆粒與環氧樹脂分子鏈的交聯不是分子間鍵橋，因此能夠提高絕緣材料的擊穿強度。
2.奈米技術在精細化工方面的應用
精細化工產品具有用途廣泛，數量繁多的特點，並且對人類生活的各個方面產生影響，是一個巨大的工業領域。具有一定優越性的奈米材料為精細化工的發展創造了重大機遇。奈米材料在塑料、橡膠、塗料等精細化工領域，都能發揮著舉足輕重的作用。例如，將奈米SiO2加入橡膠中，可以提高橡膠的紅外反射和抗紫外輻射能力;在塑料中新增一定量的新型奈米材料，可以提高塑料的強度、韌性、防水性和緻密性。奈米Al2O3和SiO2奈米顆粒加入到橡膠中，可以使橡膠的介電特性和耐磨性有所提高，而其彈性也比用白炭黑作填料的橡膠有明顯的提升。國外為使粘合劑和密封膠的粘合性和密封性大幅度提高，已將奈米SiO2作為新增劑加入其中。將A12O3加入到有機玻璃中，不僅還會提高玻璃的高溫衝擊韌性，而且不影響玻璃的透明度;由於可以使有機玻璃抗紫外線輻射，加入經過表面修飾處理的SiO2，可達到抗老化的目的。一定粒度的銳鈦礦型TiO2質地細膩，無毒無臭，而且具有優良的紫外線遮蔽效能，在化妝品中新增TiO2，可以提高化妝品的使用效果。塑料、塗料、人造纖維等行業中也可以應用到超細TiO2。
奈米TiO2具有適用性廣泛，除淨度高，無二次汙染等優點，能夠產生很強的光化學活性，大量吸收太陽光中的紫外線，可以用光催化降解工業廢水中的有機汙染物，在環保水處理中有著很好的應用前景。最近又開發了高檔汽車面漆用的珠光鈦白及用於食品包裝的TiO2。在環境科學領域，除了在處理工業生產過程中排放的廢料中作為催化劑的奈米材料外，還將出現一種具有獨特功能的奈米膜。這種奈米膜能夠消除汙染。其原理是探測到會造成汙染的生物製劑和化學制劑後，對這些製劑進行過濾以達到消除汙染的目的。
3.奈米技術在醫藥方面的應用
進入21世紀後，人們對藥物的需求越來越高，健康科學將以出入意料的速度向前發展。控制藥物釋放、發展藥物定向治療、提高藥效、減少副作用，已提到研究日程上來。奈米粒子將給藥物在人體內的傳輸提供了諸多的便利。憑藉奈米粒子的尺寸小，可在血管中進行自由流動的特點，其可以用來檢查和治療身體各個部位的病變。只需要檢測少量血液樣品，通過血樣中的蛋白質和DNA，新型奈米技術診斷儀器就能診斷出人體的各種疾病;用多層構架的奈米粒子包裹的智慧藥物，在進入人體後可主動進行搜尋“任務”，並攻擊癌細胞，同時具有修補人體內的損傷組織的重要功能。
美國麻省理工學院***MIT***已製備出靶定向藥物，該藥物是以奈米磁性材料作為藥物載體，在磁性奈米微粒包覆蛋白質表面攜帶藥物，注射到人體血管中，通過磁場導航輸送到病變部位，然後釋放藥物，該項技術也被稱為“定向導彈”。與此同時，科學家們對奈米微粒在臨床醫療以及放射性治療等方面的應用也進行了大量的研究。據《人民日報》報道，我國在奈米技術應用於醫學領域上獲得了突破性成功。長效廣譜抗菌棉，就是南京希科集團利用奈米銀技術研製生產出的醫用敷料。通過奈米技術將銀製成尺寸在奈米級的超細小微粒，然後使之附著在棉織物上這一原理，使得抗菌棉的生產成為了現實。通過奈米技術處理後的銀表面結構發生變化，表面急劇增大，加之銀具有加速傷口癒合和預防潰爛的作用，對臨床常見的外科感染細菌都有較好的抑制作用，其殺菌能力可提高200倍左右。
4、結束語
21世紀將是奈米技術的時代。奈米科學主要包括奈米電子學、奈米材料學和奈米生物學等，是一門將基礎科學和應用科學集於一體的新興科學。各個領域均涉及奈米材料的應用，奈米材料在電氣工程、機械、光學、磁學、化學和生物學領域有著廣泛的應用前景。人類面臨的許多問題，特別是能源、人類健康和環境保護等重大問題將有可能由於奈米技術的誕生而得到徹底的解決，將對人類社會產生深遠的影響。通過在傳統產品中應用奈米材料技術的改性，發展奈米結構的新型產品，增加其高科技含量，目前已獲得一定的成效，具備了形成21世紀新的經濟增長點的基礎。
21世紀初期，科學家們的主要任務是根據奈米材料各種獨特的物理、化學特性，設計出各種新型的奈米材料和奈米器件。可見，奈米材料將發揮舉足輕重的作用，作為材料科學領域一個大放異彩的新星出現在能源與資訊等各個領域。