高度集成化和小型化的电子设备对高效热管理材料的需求日益迫切。天工大研究团队以氮化硼（BN）和石墨烯纳米片（GNPs）作为混合填料，制备了垂直取向、导热且电绝缘的PDMS复合材料。填料经聚多巴胺（PDA）表面修饰，以改善分散性和界面相容性。通过PDMS真空浸渗，制备了具有垂直取向结构并表现出高导热性的B-PDA-G-PVA/PDMS复合材料。所得B-PDA-G-PVA/PDMS复合材料表现出显著的各向异性热传输行为。在8 wt%的低填料含量下，其贯通面热导率达到2.51 W/(m·K)，显著高于随机分布复合材料和纯PDMS，同时保持1.08×10^12 Ω·cm的高体积电阻率。该复合材料还表现出稳定的介电、力学和热性能。当用作LED芯片的热界面材料时，垂直取向复合材料有效降低了稳态工作温度，表明其在先进电子热管理应用中具有潜力。
图摘
图1：B-PDA-G-PVA/PDMS复合材料的制备步骤。
图2：垂直取向B-PDA-G-PVA/PDMS的制备。
图3：a 多巴胺的自聚合过程；b PDA在混合填料上的改性示意图。
图4：填料表面的SEM图像：a BN的SEM图像；b GNPs的SEM图像；c B-PDA-G的SEM图像；d B-PDA-G的高倍SEM图；e 超声处理后BN、GNPs和B-PDA-G的水悬浮液。
图7：PDMS、随机分布B-PDA-G-PVA/PDMS复合材料和垂直取向B-PDA-G-PVA/PDMS复合材料的导热机理示意图。
图8：散热应用测试：a 应用于LED芯片的PDMS、随机分布B-PDA-G-PVA/PDMS和垂直取向B-PDA-G-PVA/PDMS的红外热图像；b LED芯片测试的实物图；c LED芯片工作期间表面温度随时间的变化。
研究以题为“Achieving high through-plane thermal conductivity and electrical insulation in BN/GNPs insulating PDMS materials with vertically constructed networks”发表在《Journal of Materials Science》
https://doi.org/10.1007/s10853-026-12616-z
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