高频通信和人工智能的迅速发展推动了微电子器件向着高速传输，集成化和小型化方向发展。然而，电子器件性能的提升也同时带来了电子串扰、阻-容延迟和热量积累等问题。为了解决这些问题，需要电介质材料具有低介电常数（D_k）和低介电损耗（D_f）以及高导热率，以确保信号传输的速度和质量，并同时提高散热性，延长器件的使用寿命。然而，如何实现材料兼具低介电和高导热的特性仍是一大挑战。中国科学院上海有机化学研究所房强课题组长期开展低介电常数材料的研究，近期在Advanced Materials杂志发表题为Enhancing Thermal Conductivity in Low Dielectric Polybutadiene via a Liquid Crystal Ordering Effect (https://doi.org/10.1002/adma.202517027) 的论文，利用液晶有序效应提升了聚丁二烯的导热性能，制备了导热性能良好的低介电液晶聚合物。

图1. ST38PB薄膜的示意图及其潜在应用

在这项工作中，该团队合成了一种含有三联苯、长烷基链和苯乙烯端基的液晶分子ST38，并将其在聚丁二烯中交联形成液晶聚合物ST38PB。在高温处理下，ST38可自组装形成有序的层状液晶畴，并且该转变与苯乙烯基团的交联反应接连发生，从而在高温下锁定液晶排列。特别的是，液晶畴表现出卓越的热稳定性，在260 ℃时仍能保持其结构完整性。ST38PB具有优良的本征导热系数 (λ)，其面内λ值为0.62 W·m^-1·K^-1，是原始PB (0.18 W·m^-1·K^-1) 的3.4倍。此外，它还表现出优异的介电性能，在10 GHz条件下D_k=2.40和D_f =3.3×10^-3。ST38PB薄膜还具有良好的柔韧性、热稳定性和疏水性，该独特的综合性能使其可作为芯片散热材料或绝缘介质材料，在微电子封装，高频高速PCB制造等方面极具应用潜力。该工作为开发兼具高导热和低介电性能的液晶-碳氢聚合物提供了一种新策略。同时，可扩展用于制备其他基于液晶的高热导低介电聚合物，以满足高温加工应用的苛刻要求。

本研究第一作者为石镕睿研究生，通讯作者为房强研究员，孙晶研究员。上海大学贾林副研究员为液晶结构的解析提供了支持。本研究得到了国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项及上海市科委的大力资助。