无机纳米高分子材料改善导热性能的核心，在于通过引入高导热性的无机纳米填料，在本身是热绝缘体的聚合物基体中构筑高效的三维导热通路网络。这个过程依赖于对纳米填料种类、形态、界面及空间分布的精细调控。
首先，其根本原理是构建声子传输的高速公路。 热量在固体中主要通过原子振动的声子来传导。聚合物内部结构无序，声子散射严重，因此导热性差。而金刚石、氮化硼、碳纳米管、石墨烯等无机纳米材料具有规整的晶体结构，是优良的声子导体。将它们分散到聚合物中，就如同在崎岖的乡间小路（聚合物）间架设了多条高速铁路（导热填料），为声子的顺畅传输提供了低阻力通道。
其次，纳米填料的形态与协同效应至关重要。
一维和二维填料更易形成导热网络： 相比零维的纳米颗粒，碳纳米管、纳米纤维等一维材料和石墨烯、氮化硼纳米片等二维材料因其巨大的长径比或径厚比，在较低添加量下便能相互搭接，形成贯穿材料的“导热骨架”，效率远高于颗粒状的填料。
多元填料协同构建： 利用不同维度的填料进行复配，例如用零维的球形氧化铝与二维的氮化硼纳米片混合，球形粒子可以填充片状材料之间的空隙，并作为“桥梁”连接彼此，从而形成更致密、更完善的导热网络，在同等总填充量下获得更高的导热系数。
再者，界面工程是提升导热效率的关键。 纳米填料与聚合物基体之间存在巨大的声学失配和界面热阻，会严重阻碍声子从基体到填料、再从填料到基体的传输。通过对纳米填料进行表面修饰（如使用硅烷偶联剂），可以增强其与聚合物的界面相容性，减少界面缺陷，降低界面声子散射，从而确保热量能够高效地从绝缘的聚合物基体传递到导热的填料网络上。
定向排列技术能实现各向异性高效导热。 通过外场控制（如磁场、电场、机械拉伸）或特定的加工工艺，可以使一维或二维纳米填料在聚合物基体中沿特定方向定向排列。这样能在一个方向上（如厚度方向）形成超高效的导热通路，极大提升该方向的导热能力，特别适用于需要定向散热的场景，如芯片与散热器之间的导热界面材料。
综上所述，无机纳米高分子材料通过选择高导热填料、利用其形态优势构建三维网络、优化界面结合以及实现定向排列，能够系统性地将聚合物从热绝缘体转变为具有一定导热能力的功能材料，满足电子器件、能源系统等领域日益严峻的散热管理需求。
