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成果简介
尽管激光诱导石墨烯（LIG）在成本和制造工艺方面具有很大优势，但由于其不易被察觉的导电性和本身的局限性，在电磁干扰屏蔽领域的报道很少。本文，中国科学院宁波材料技术与工程研究所刘小青研究员课题组在《Carbon》期刊发表名为“Free-standing Laser-induced Graphene Films for High-performance Electromagnetic Interference Shielding”的论文，研究以聚苯并恶嗪为前体，通过一步离焦激光工艺制造 LIG。
由于有利的多孔结构和高导电性，制备的LIG在68μm的厚度下在 X 波段表现出高达24.8dB的EMI屏蔽效率。采用无溶剂法制备的LIG/Fe3O4复合材料，在53μm的较小厚度下，电磁屏蔽效能提高到32.7db。在考虑厚度和轻量化特性时，绝对屏蔽效果也超过了大多数其他碳基屏蔽材料。更重要的是，利用碳材料和聚合物基材的热膨胀系数差异，我们开发了一种快速淬火剥离 (RQP) 策略，用于从聚合物基材中分离 LIG 以获得独立的 LIG 膜。此外，LIG 的结构和特性得到了很好的保护。剥离后的自立式 LIG 薄膜在实际 EMI 屏蔽应用中具有更广泛的适应性，也开辟了在其他领域使用的可能性，例如焦耳加热装置。
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图文导读
图1。LIG和LIG/Fe3O4的制备工艺
图2。LIG 和 LIG/Fe3O4的形态。
图3。LIG 和 LIG/Fe3O4的结构和成分表征
图4、LIG 样品的 EMI 屏蔽性能
图5。LIG/Fe3O4的EMI屏蔽性能
图 6。LIG 正面和反面的 XPS 光谱（a）和拉曼光谱（b）。(c) 用于制造独立 LIG 膜的 RQP 策略的示意图。(d)剥离前后 LIG 样品的薄层电阻 (R s )、厚度和屏蔽效果的比较。(e) 自支撑 LIG 膜的横截面 SEM 图像。(f) 独立式 LIG 薄膜背面的 SEM 图像。
图6。独立式 LIG 薄膜的焦耳热性能。
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小结
总之，本研究证明了通过一步离焦激光辐照制备的 LIG 用于 EMI 屏蔽的有前景的应用。LIG薄膜具有多孔结构、重量轻、厚度薄、导电率高、焦耳热效应好、EMI屏蔽性能好等优点，在许多领域有着广泛的应用前景。
文献：https://doi.org/10.1016/j.carbon.2021.07.055
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