유연하고 고전력 전자기기용으로, 효율적인 열 방출, 강력한 전자기 차폐(EMI shielding), 그리고 신뢰할 수 있는 전기적 절연을 동시에 제공하는 다기능 열전달 계면재료(TIMs)는 매우 바람직하다. 그러나 다층 구조에서 흔히 간과되어 온 핵심 과제인 계면 박리(interfacial delamination)로 인해 장기 신뢰성이 자주 저하된다. 본 연구에서는 설탕 템플릿(sugar templating)을 통한 박리 없는 샌드위치 구조 질화붕소(BN)/그래핀 나노플레이트렛(graphene nanoplatelets, GNP)/폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 복합체를 제작하는 확장 가능한 전략을 제시하고, 이어서 층층이 캐스팅(layer-by-layer casting)과 진공 침투(vacuum infiltration)를 수행하였다. 다공성 BN/PDMS 및 GNP/PDMS 층은 PDMS가 상호 연결된 기공 네트워크 내로 침투하여 고화되도록 함으로써, 계면에서 기계적 맞물림(mechanical interlocking, MIL) 아키텍처의 형성을 촉진한다. 그 결과 표면 기능화나 핫 프레싱(hot pressing) 없이도 강한 층간 접착력을 확보할 수 있다. 최적화된 MIL 복합체(M-BN25/GNP30)는 X-band에서 총 EMI 차폐 효과 34 dB, 횡방향(through-plane) 열전도도 1.10 W·m–1·K–1, 체적 고유저항 2.35 × 1013 Ω·cm를 나타냈다. 비기계적 맞물림(nonmechanical interlocking, NMIL) 대응체(N-BN25/GNP30)와 비교할 때, MIL 구조는 EMI 차폐 효과를 약 21.43% 더 높이고, 열전도도는 약 46.67% 더 높으며, 계면 전단 강도는 약 45.01% 더 크게 향상시킨다. 또한 MIL 복합체는 10,000회의 굽힘 사이클과 1000회의 열 사이클(−20~120 °C) 이후에도 기계적 건전성과 기능적 성능을 유지하며, 관찰 가능한 박리는 없었다. 이러한 결과는 MIL 샌드위치 아키텍처가 유연하고 고전력 전자 응용을 위한 다기능적이며 박리 없는 내구성 TIM을 개발하는 데 견고하고 확장 가능한 접근법임을 보여준다.

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