石墨烯是一種由sp²雜化碳原子構成的二維材料，因其卓越的物理和化學性質而備受關注。憑借優異的熱導率，石墨烯被視為理想的熱管理材料；其較大的比表面積與優異的化學穩定性也使其在能源存儲系統中大放異彩。尤其是，石墨烯的低密度、出色的耐腐蝕性與高電導率，使其成為新一代電磁干擾（EMI）屏蔽材料的極具吸引力的候選者。

EMI 屏蔽機制通常包括吸收、反射、透射與多重反射等過程，屏蔽效率（SE）主要取決于材料本征屬性。在國防和軍事等領域，尤其重視8.2–12.4 GHz 頻段內以吸收為主導的 EMI 屏蔽性能。高質量石墨烯的制備對實現優異的 EMI SE 至關重要。近年來，微波輔助法制備石墨烯受到廣泛關注。與傳統的熱還原或化學還原方法相比，微波還原不僅快速高效，且更加環保。該方法能在1–2秒內將氧化石墨烯（GO）還原為結構有序、完整的m-rGO（微波還原石墨烯），且無需使用還原劑，其電導率顯著提升。

其還原機制源于微波與材料的相互作用導致的快速升溫、高溫下GO中含氧官能團的脫除，以及反應過程中自由碳自由基對結構缺陷的修復。然而，反應腔體中微波場分布的不均勻性使得GO的還原過程難以控制，進而導致還原不完全或破壞石墨烯的結構完整性，從根本上限制了微波法在石墨烯規模化制備中的應用。

為解決由微波場不均勻性引起的加熱不均問題，研究人員進行了大量嘗試。其中最直接的方式是對樣品進行旋轉，以實現微波能量的均勻吸收，這種方法在食品加熱中較為常見。此外，采用多微波源、可調頻微波系統以及優化腔體結構設計等方式也被提出以改善場分布的均勻性。然而，這些策略主要從微波場本身出發，忽視了材料與微波能量之間的本質耦合關系，難以從根本上解決加熱不均的問題。

北京大學、北京石墨烯研究院張錦院士團隊提出了一種新策略，通過調整GO在波導腔體中的空間分布，結合異形樣品容器的結構設計，提升m-rGO質量的一致性，并在放大制備過程中通過系統性地優化工藝參數進一步改善其品質。與已有微波還原制備的石墨烯相比，本文所得m-rGO展現出優異性能，電導率高達13486 S·m?¹，拉曼D峰強度低至ID/IG = 0.12，單批次產量可達70克。同時，制備出一款柔性m-rGO/聚氨酯（PU）復合膜（A4尺寸，厚度僅90 μm），其在8.2–12.4 GHz頻段內的電磁屏蔽效率高達40 dB。本文提出的結構設計理念為高質量m-rGO的大規模工業化微波制備提供了創新且切實可行的方法。

相關研究成果以“Scalable Preparation of High-Quality Microwave-Assisted Reduced Graphene Oxide via Spatial Configuration Engineering”為題，發表于《Small》。

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