集成电路系统的高速发展对热管理材料提出了更高的需求,其中柔性导热纳米复合材料可应用于柔性电子器件热管理、电子封装材料和柔性电路板等领域,吸引了众多研究者的关注。柔性导热纳米复合材料由导热纳米填料与高分子材料复合而成,能够实现传统散热材料很难达到的柔韧性与功能性的高度集成。石墨烯与氮化硼是具有优异导热性能的二维无机功能导热填料,有望与各种高分子材料复合制备出柔性导热高分子纳米复合材料。但是将高含量的二维无机导热纳米片与少量高分子聚合物相复合,制备具有优异柔韧性和高导热性能的复合材料仍然是一个巨大的挑战。在本论文中,我们模仿了天然贝壳的纳米纤维层状框架结构,然后仿生设计并制备了高二维无机导热填料含量（40%～70 wt%）的柔性导热复合膜。首先,针对石墨烯制备时质量与产量难以兼顾的问题,采用球磨液相剥离法,制备出高浓度的石墨烯浆料(50 mg m L-1)。通过表征测试证明得到的GNS具有少层、大片径、缺陷少、质量高等优点。然后使用去质子法制备了对位芳纶纳米纤维分散液。最后基于对位芳纶纳米纤维可逆去质子化的原理,将高质量高浓度的石墨烯浆料与对位芳纶纳米纤维复合,采用溶胶-凝胶-薄膜转化法制备了石墨烯/对位芳纶纳米纤维复合薄膜。复合薄膜呈现出类似天然贝壳的层状复合结构,高强度对位芳纶纳米纤维互相纠缠形成三维框架结构,40～70 wt%的石墨烯取向嵌入其中。得益于芳纶纳米纤维三维框架和石墨烯与芳纶纳米纤维之间的π-π共轭作用,复合薄膜展现出较高的力学性能,最大断裂强度179 MPa,模量4.5 GPa,断裂应变18.4%,同时还兼具优秀的导热性(91 W m-1K-1)和导电性能(171 S m-1)。采用溶胶-凝胶-薄膜转化法制备了氮化硼/对位芳纶纳米纤维复合薄膜。由于对位芳纶纳米纤维在三维框架中具有很高的互连性,复合膜具有较大的延展性,断裂应变可达18.3%～49.4%。同时,取向的高含量氮化硼纳米片形成了一条连通的、定向的热传导路径,使得复合膜还拥有较高的热导率(47.4～122.5 W m-1K-1)。此外,复合薄膜还具有高绝缘性和高热稳定性,体积电阻率达1014～1016Ωcm,热分解温度为515℃。这些特性结合使得氮化硼/对位芳纶纳米纤维导热复合薄膜在电子元器件散热方面具有广阔的应用前景。最后独立设计并搭建了连续制备装置,实现了氮化硼/对位芳纶纳米纤维柔性导热复合薄膜的连续制备。