受树干和树枝结构启发的碳纤维支架，结合氮化硼网络以实现散热和电磁干扰屏蔽功能

摘要

基于中相碳纤维（CFs）的碳纤维材料具有超高的轴向热导率，通过垂直排列可以显著提高热界面材料中的横向热传递效率，但同时也增加了短路和电磁干扰（EMI）的风险。尽管添加绝缘填料或对碳纤维进行涂层处理可以抑制电子迁移，但这通常会牺牲热性能。为此，我们设计了具有多功能性的树干-分支层次异质结构来克服上述限制。垂直排列的碳纤维骨架确保了优异的横向热传递性能；类似分支的氮化硼（BN）网络通过增强电绝缘性来优化阻抗匹配，从而提高电磁波（EMW）的吸收能力。同时，原位形成的氮化硼网络将碳纤维骨架连接起来，扩展了双向热传导和电磁波传播的路径。在仅添加20.17%填料的情况下，该复合材料的横向热导率为57.96 W·m⁻¹·K⁻¹（比原始材料提高了1431.62%的热导率），平面热导率为2.93 W·m⁻¹·K⁻¹，并且具有出色的电绝缘性和电磁干扰屏蔽效果，有效解决了下一代电子产品中热-电-电磁耦合的问题。