【仪表网 研发快讯】近日，南方科技大学材料科学与工程系讲席教授汪宏团队在高导热柔性微波介电材料研究方面取得突破。相关成果以“Robust Flexible Microwave Dielectric Film with High Thermal Conductivity and Ultralow Loss”为题，发表于学术期刊Advanced Functional Materials。
随着5G/6G通信、柔性可穿戴设备及软体机器人等领域发展，高性能介电材料在散热、频率稳定性及封装可靠性方面的关键作用日益凸显。传统聚合物基介电材料通常通过引入大量无机填料来提升热导率。然而，这种策略往往引发材料脆化、模量升高及介电损耗加剧等问题，导致高热导率、低损耗与机械柔性难以协同实现。
图1.仿生软-硬嵌段结构介电薄膜材料
针对该问题，研究团队提出仿生软-硬嵌段结构策略，结合双轴辊压技术，构建了高度取向的六方氮化硼片层网络。该工作深入解析了氮化硼片层取向、界面氢键与填料-基体空间分布对导热与介电行为的协同调控机制，揭示了多因素协同作用下的“结构-性能”内在关联。基于该策略制备的柔性介电薄膜，在氮化硼填充量高达75 wt%时，仍具备优异表现：(1)面内热导率达18 W·m-1·K-1，显著高于常规柔性电介质材料；(2)在10 GHz条件下，介电损耗仅0.008，满足微波器件超低损耗要求；(3)弹性模量为90 MPa，实现高填充与高柔性兼容；(4)经1000次弯折后，未出现性能衰减，并具备加热自恢复的能力。
图2.介电薄膜材料的性能测试
在应用验证方面，研究团队通过热管理测试，展现了该材料在柔性电路、可穿戴设备及高频封装中的高效散热性能与优异贴合性。该仿生结构薄膜在高热导、低损耗与柔性三者之间实现了良好平衡，为解决柔性电子设备在散热、信号传输稳定性及柔性封装等方面技术瓶颈，提供了关键的材料解决方案与设计思路。
图3.高导热介电薄膜材料在柔性电子中的应用
南方科技大学材料科学与工程系博士生鲁亚妮为论文第一作者，国家卓越工程师学院硕士生迟江波为论文共同第一作者，汪宏为论文通讯作者。南方科技大学为论文第一单位。该研究获得了国家自然科学基金及广东省基础与应用基础研究基金等项目的资助。
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