随着5G网络全面商用与6G网络研发加速，高频通信对低损耗电介质材料的需求日益迫切。日本早稻田大学科学与工程研究所小井津健一教授团队通过分子设计创新，成功开发出基于聚苯硫醚(PPS)衍生物的超低介电损耗聚合物，为高频电信设备提供了关键材料解决方案。该材料在10GHz至80GHz频段内展现出优异的介电性能稳定性，有望成为5G/6G高频通信的核心绝缘材料。

高频通信系统使用数十至数百千兆赫(GHz)的电磁波，信号对传输损耗、干扰和失真高度敏感。传统聚合物基电介质虽具有灵活性，但难以同时实现低介电常数(Dk)和低损耗因子(Df)。研究团队以聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)(PPO)为基准，通过用硫原子取代氧原子，合成出聚(2,6-二甲基-1,4-苯硫醚)(PMPS)及其共聚物P1、P2。实验表明，PMPS在10GHz下Dk为2.80、Df为0.00087，显著优于PPO的Df值;共聚物P1在80GHz时Df低至0.0012，且频率依赖性极小，展现出卓越的高频适应性。

研究揭示，硫原子引入后，碳硫键的极化率高于碳氧键，而偶极矩更小，这是降低Df的关键。共聚物P1、P2中硫氧序列交替排列，增强了分子间相互作用，抑制了分子迁移率，从而在宽频段内保持Df稳定。例如，P1在80GHz时的Df值较PPO降低62%，且热稳定性优异(分解温度>400℃)，满足高频设备对材料耐久性的要求。团队通过对比PPO、PMPS及共聚物的性能，证实增加硫含量是降低Df的有效策略。小井津健一教授表示：“用硫取代氧的策略为设计超低介电聚合物提供了新范式，这是迈向5G以上电信实用材料的关键一步。”

更多信息： Seigo Watanabe 等人，《聚苯硫醚衍生物作为具有稳定频率响应的超低介电损耗材料》，《通讯材料》(2025 年)。期刊信息： 通讯材料