为了充分发挥不同维度和性质的纳米填料的各自优势,将两种不同维度的纳米填料进行杂化(杂化填料)并加入到聚合物中,形成多维杂化填料网络,对提高聚合物复合材料的性能具有显著的协同效应。但在很多情况下,将两种不同纳米填料进行简单的物理共混,并不能有效提高复合材料性能。从研究填料的表面化学出发,通过不同填料之间特定的作用力,将两种纳米填料进行组装、杂化(杂化填料),促使填料间直接和强有力的连接,形成更完善和稳定的填料网络,实现杂化填料对提高橡胶综合性能的协同效应。我们发展了几类基于二维纳米填料(石墨烯、二硫化钼片)与一维纳米填料(埃洛石、碳纳米纤维、碳纳米管)或0维纳米填料(炭黑、白炭黑)的典型杂化填料,填料间通过pi-pi作用、配位键、静电排斥作用形成杂化填料。形态研究表明,不同填料之间通过相互作用促进彼此分散,填料相互搭接形成杂化填料网络。杂化填料网络的形成有利于提高复合材料物理机械性能,同时有利于电子、声子传导,协同提高复合材料功能性。宽频介电松弛谱研究表明,杂化填料填充的橡胶复合材料中形成了"玻璃态"界面层,对协同增强橡胶物理机械性能也具有至关重要作用。