纳米桥接策略构建多功能硅橡胶纳米复合材料：BNNS-GO-PDA@MWCNT三元填料协同增强导热性能

本文提出了一种创新性纳米桥接策略，通过将二维氮化硼纳米片（BNNS）、氧化石墨烯（GO）与一维聚多巴胺修饰多壁碳纳米管（PDA@MWCNT）以2:8:2比例协同填充硅橡胶（SR），在10 wt%低填充量下实现导热系数0.743 W/m·K（较纯SR提升223%），同时保持优异电绝缘性。该研究为开发柔性电子设备用高性能热界面材料（TIMs）提供了新思路。

　　

Highlight

本研究通过将一维PDA@MWCNT作为第三组分引入BNNS-GO二元体系，在硅橡胶（SR）中构建了独特的"纳米桥"导热网络。这种三组分协同策略仅需2 wt%的PDA@MWCNT即可显著提升复合材料性能，为替代高成本BNNS填料提供了经济高效的解决方案。

Materials

实验采用硬度70的铂固化硅橡胶（ELASTOSIL? R plus 4305/70），六方氮化硼（h-BN，纯度>98.5%，粒径500±100 nm）和多壁碳纳米管（MWCNT，直径10-30 nm，长度5 μm）。通过液相剥离法制备BNNS，并采用原位聚合法对MWCNT进行聚多巴胺（PDA）涂层修饰。

Morphological and structural characterization of h-BN and BNNS

场发射扫描电镜（FE-SEM）显示原始h-BN呈多层堆叠片状结构（图2a），而剥离后的BNNS呈现透明薄片状（图2b-c）。透射电镜（TEM）进一步证实BNNS的二维碟形结构（图2d-e），电子束穿透性增强表明成功获得纳米级薄片。

Conclusion

该工作创新性地将三种不同形态填料（2D BNNS/GO + 1D PDA@MWCNT）引入SR基质，通过溶液浇铸法制备的SR/BNNS-GO-PDA@MWCNT（2:8:2）三元复合材料在10 wt%总填充量下，既实现了223%的导热提升，又保持了体积电阻率>10¹⁵ Ω·cm的绝缘特性，为柔性热管理材料设计提供了新范式。