高出力密度電子デバイスの動作中に発生する局所的な熱蓄積は、デバイスの性能および信頼性を低下させるため、高効率な高分子系熱管理材料の開発が重要である。導熱性充填材の含有量を増加させることで、高分子系複合材料の熱伝導性能が一般的に効果的に改善されるが、過剰な充填材添加は材料の機械的特性、電磁特性および絶縁特性を損なうことが多い。したがって、限られた充填材量条件下で構造的寄与および熱伝達の効率を向上させることは、高分子系熱管理複合材料の熱伝導性能改善において重要である。充填材の幾何学的構造のトポロジー最適化に基づき、高分子系複合材料の熱伝導性能向上戦略を構築し、充填材構成を合理的に制御して熱寄与効率を高めることを目指した。反復回数、体積分率、設計領域の幾何形状および目的関数などの要因が最適化構成および熱伝達性能に与える影響を体系的に検討し、これに基づいて簡略化したダンベル型充填材構造を構築した。従来の円柱状充填材構造と比較して、本構造はより優れた熱応答特性を示し、作製したダンベル状配列のグラファイト/ポリジメチルシロキサン（graphite/polydimethylsiloxane、graphite/PDMS）複合材料の放熱効率は円柱配列のgraphite/PDMS複合材料の1.47倍であった。関連結果は高性能高分子系熱管理複合材料の充填材構造設計に有効な方法を提供する。

高分子複合材料;トポロジー最適化;導熱充填材;熱管理