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  近日，青島科技大學高分子學院張建明、陳玉偉提出了一種利用離子液體（Ionic Liquid，IL）促進六方氮化硼（BN）在交流電場中實現快速協同取向的新策略。研究表明，IL可有效吸附于BN表面，使其在電場中發生穩定的方向性排列，從而構建高效的熱傳導通道。基于此機制，團隊成功制備了IL/BN/PDMS三元熱導復合材料，在僅38 wt%填料含量下實現了 0.625 W·m?1·K?1 的熱導率，顯著高于未取向樣品（0.461 W·m?1·K?1），同時保持優異的絕緣性能。該成果為低填料、高性能導熱絕緣材料的設計提供了新的技術路徑。

  該研究以Dual experimental-simulation study of ionic liquid-assisted polarized alignment of boron nitride: engineering thermal conductive pathways in polymer composites為題發表在中科院1區期刊Advanced Composites and Hybrid Materials（IF: 21.8）上。

  隨著電子器件持續向高集成度、高功率密度與柔性化方向發展，散熱材料需同時滿足高熱導率、低介電常數、高絕緣性以及良好柔性等多重性能要求。以PDMS（聚二甲基硅氧烷）為基體復合BN是當前常用方案，但要構建有效熱傳導網絡通常需要超過50 wt%的填料含量，這會導致材料變硬、加工困難以及成本上升。因此，在保持熱導性能的前提下降低填料用量，成為熱管理材料研究的重要方向。

  利用電場輔助構筑導熱通道是降低填料用料的有效途徑，但導熱填料BN由于極化能力弱存在取向難的技術瓶頸，限制了取向技術的進一步應用。針對這一難題，研究團隊引入了典型離子液體 1-丙基-3-甲基咪唑雙（三氟甲基磺酰）亞胺作為界面調控劑。研究發現，IL可顯著改變 BN 在 PDMS 中的電場響應行為。在 IL/BN/PDMS 體系中，BN能夠在交流電場作用下形成規則的條帶狀排列結構。IL的強極化響應能力使其能夠在電場下牽引BN 實現協同排列，從而有效構建垂直連續的熱傳導網絡。

  該研究建立了一種低填料含量、高導熱、易加工的PDMS 復合材料制備策略，工藝簡便、具有良好的放大潛力，對柔性電子、絕緣封裝及高端散熱材料產業具有重要參考價值。同時，該成果拓展了電場輔助取向技術在“弱電響應”填料體系中的應用，為未來高效熱管理材料的設計提供了新的科學思路。

  此次突破不僅顯著提升了PDMS復合材料的熱導與介電性能，也為柔性熱管理材料的發展指明了新方向，對推動高分子基熱管理材料的研究與應用具有重要意義。

  論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s42114-025-01310-4