纳米技术如何改变绝缘材料的性能?举例说明几个应用实例。

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1. 提高电气性能:纳米颗粒的引入可以有效降低绝缘材料的热导率、提高电介质击穿场强以及减小体积电阻率等关键参数。例如,纳米氧化锆(ZrO2)陶瓷具有优异的高温稳定性和机械强度;纳米硅薄膜则因优异的半导体特性被广泛应用于电子器件中作为绝缘层和电容器的介质。[来源]

2. 增强力学性能:通过填充纳米填料如碳纳米管或石墨烯到聚合物基体中制备复合材料, 可以显著提高复合材料的拉伸强度与弹性模量。例如,将碳纳米管加入到环氧树脂中制成的复合材料可用于制作高性能刹车片以及在航空航天领域使用的高性能结构部件[来源]。

3. 应用于传感器: 利用纳米尺度下的特殊物理性质可以开发出高灵敏度的化学和生物传感器。例如,使用纳米金粒子作为活性传感元件的表面增强拉曼散射(SERS) 技术可实现对有毒金属离子及生物分子的快速检测.[来源]

4. 节能与环保材料: 纳米技术的应用还可以为新能源存储和提高能源效率提供支持 - 例如用于制造锂离子电池的纳米级硅酸盐阳极可以提高储能密度并延长循环寿命; 太阳能电池中的纳米尺度光学调制器则可有效地控制光线的吸收和利用从而增加光电转换效率。[来源].
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