近日，先进制造学院先进材料系罗耀发教授课题组在材料科学领域国际顶刊《Advanced Functional Materials》（中科院1区TOP，IF=19）上发表了题为“ Dual-Effect Integration of Thermal Management and Flame Retardancy for 3D Boron Nitride/Epoxy/Benzoxazine Composites ”的研究论文。先进制造学院的罗耀发教授、2024级硕士研究生侯昱楠和2022级硕士研究生张鹏飞为该篇论文的共同第一作者，罗中箴教授、章培昆副教授、厦门大学刘广博士和新加坡南洋理工大学的颜清宇教授等为通讯作者，福州大学为第一署名单位。

微电子和新能源电池向更高功率、更高集成度与更高精度方向持续发展，器件内部热量的积聚问题日益突出。电子设备与储能电池中的低散热效率及其潜在的火灾隐患，已成为制约行业进步与日常安全的关键挑战。为此，开发具有优异热管理能力和高效阻燃性能的新型聚合物材料，对于保障高功率电子设备的可靠运行与使用安全具有重要意义。为此，罗耀发教授课题组设计了一种由氮化硼导热骨架和苯并恶嗪阻燃剂组成的三维蜂窝结构，构建了具有导热和阻燃性能双效集成的环氧复合材料。该三维聚合物材料的垂直热导率达到 2.64 W m-1 K-1 ，相比环氧树脂（EP）提升了 1167%。热阻抗由 66.37 降至 4.16 K·cm2 W-1，展现出快速的热传导和散热能力。在阻燃性能方面，该复合材料的极限氧指数（LOI）达到41.3%，通过垂直燃烧（UL-94）V-0 测试。峰值释放热率、总释放热量、峰值烟雾生成率和总烟雾生成量分别下降了 58.2%、40.7%、45.7% 和 26.1%。团队还发现了一种新颖的三维空间阻隔效应，该效应与阻燃元素相互协同，促进了复合材料的整体阻燃性能。此外，该复合材料还展现出良好的电气绝缘和力学性能。这项工作还展示了3D复合材料在LED芯片散热中的热管理应用，以及在聚合物锂离子电池封装中潜在的阻燃应用，为设计具有双重功能集成的聚合物复合材料提供了有价值的见解。（侯昱楠）