由马萨诸塞大学阿默斯特分校领导的国际科研团队在材料科学领域取得重要突破。该团队发现，在聚合物复合材料中引入特定缺陷可显著提升其导热性能，这一发现为新一代高性能散热材料的开发开辟了新途径。相关研究成果已发表在《科学进展》期刊上。

这项研究汇集了来自麻省理工学院、北卡罗来纳州立大学、斯坦福大学等七所顶尖研究机构的专家力量。研究团队通过系统实验和理论分析，对比了使用完美石墨填料和有缺陷氧化石墨填料的聚乙烯醇(PVA)聚合物复合材料的导热性能。

研究结果显示，虽然完美石墨填料本身的导热系数(292.55 W/m·K)远高于有缺陷的氧化石墨填料(66.29 W/m·K)，但在聚合物基质中，后者却展现出更优异的导热性能，比前者高出160%。这一反直觉的发现挑战了材料科学领域的传统认知。

马萨诸塞大学机械工程助理教授、研究通讯作者Yanfei Xu解释道："我们通过中子散射、量子力学建模和分子动力学模拟等多种手段，揭示了缺陷促进热传导的微观机制。"研究团队发现，缺陷填料表面的不规则结构能够增强聚合物链在界面处的振动耦合，从而有效降低热阻。

北卡罗来纳州立大学刘俊教授补充道："在某些特定情况下，材料缺陷反而能发挥积极作用。我们的研究表明，合理设计的缺陷结构可以成为热传导的'桥梁'，而非障碍。"

该研究的实际应用前景广阔。随着电子设备向小型化、高性能化发展，散热问题日益突出。这项发现为开发新型高效散热材料提供了理论指导，有望应用于微芯片、柔性电子、智能穿戴设备等多个领域。

研究团队表示，下一步将重点探索不同缺陷类型和浓度对材料性能的影响规律，以建立更完善的材料设计准则。同时，他们也将致力于推动这项基础研究成果向实际应用的转化。

更多信息： Yijie Zhou 等，《缺陷振动工程用于增强聚合物复合材料的界面热传输》，《科学进展》(2025)。期刊信息： Science Advances