近日，青岛科技大学高分子学院张建明、陈玉伟提出了一种利用离子液体（Ionic Liquid，IL）促进六方氮化硼（BN）在交流电场中实现快速协同取向的新策略。研究表明，IL可有效吸附于BN表面，使其在电场中发生稳定的方向性排列，从而构建高效的热传导通道。基于此机制，团队成功制备了IL/BN/PDMS三元热导复合材料，在仅38 wt%填料含量下实现了 0.625 W·m?1·K?1 的热导率，显著高于未取向样品（0.461 W·m?1·K?1），同时保持优异的绝缘性能。该成果为低填料、高性能导热绝缘材料的设计提供了新的技术路径。

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

  随着电子器件持续向高集成度、高功率密度与柔性化方向发展，散热材料需同时满足高热导率、低介电常数、高绝缘性以及良好柔性等多重性能要求。以PDMS（聚二甲基硅氧烷）为基体复合BN是当前常用方案，但要构建有效热传导网络通常需要超过50 wt%的填料含量，这会导致材料变硬、加工困难以及成本上升。因此，在保持热导性能的前提下降低填料用量，成为热管理材料研究的重要方向。

  利用电场辅助构筑导热通道是降低填料用料的有效途径，但导热填料BN由于极化能力弱存在取向难的技术瓶颈，限制了取向技术的进一步应用。针对这一难题，研究团队引入了典型离子液体 1-丙基-3-甲基咪唑双（三氟甲基磺酰）亚胺作为界面调控剂。研究发现，IL可显著改变 BN 在 PDMS 中的电场响应行为。在 IL/BN/PDMS 体系中，BN能够在交流电场作用下形成规则的条带状排列结构。IL的强极化响应能力使其能够在电场下牵引BN 实现协同排列，从而有效构建垂直连续的热传导网络。

  该研究建立了一种低填料含量、高导热、易加工的PDMS 复合材料制备策略，工艺简便、具有良好的放大潜力，对柔性电子、绝缘封装及高端散热材料产业具有重要参考价值。同时，该成果拓展了电场辅助取向技术在“弱电响应”填料体系中的应用，为未来高效热管理材料的设计提供了新的科学思路。

  此次突破不仅显著提升了PDMS复合材料的热导与介电性能，也为柔性热管理材料的发展指明了新方向，对推动高分子基热管理材料的研究与应用具有重要意义。

  论文链接：https://doi.org/10.1007/s42114-025-01310-4