随着互联网的迅速发展，智能通信设备的集成度越来越高，使得紧密相邻的信号端口之间的干扰问题变得更加突出。目前，市场上的金属基电磁干扰（EMI）屏蔽膜通常贴在传输端口周围，通过反射机制来屏蔽电磁波。然而，随着电路集成度的提高，这种屏蔽效果逐渐减弱。特别是在屏蔽膜因反复折叠或在恶劣环境下老化、破裂、腐蚀时，信号泄漏问题会变得更加严重。为了应对这一挑战，开发一种具有强大电磁波吸收能力的新型薄型EMI屏蔽膜显得尤为重要，这将为电子和通信行业带来显著的进步。

深圳大学郭镇斌和清华大学深研院杨诚采用一种“仿爆米花”激光加工方法来制备覆盖有还原氧化石墨烯（rGO）的LIG复合薄膜，作为高质量电磁波吸收和屏蔽薄膜的多级结构，该薄膜均匀负载有铁酸镍纳米颗粒（rGO/LIG@NiFe2O4）。该方法通过在激光诱导石墨烯(LIG)结构上覆盖GO，将局部瞬时激光脉冲能量转化为空间均匀分布的热量。通过避免局部瞬时热积累和高温引起的爆裂，成功抑制了质量损失和结构损坏，从而有效避免了激光诱导石墨烯复合薄膜导电网络的损坏。这种均匀的热能分布使得具有高结晶度和超细尺寸（3.63±0.98 nm）的磁性纳米金属氧化物均匀分布在复合薄膜中。该复合薄膜在单面70 µm和双面166 µm厚度下分别实现了36 dB和51 dB的总EMI屏蔽效能，其中吸收率分别提高到75%和73%。EMI屏蔽效能和吸收率的显著提升表明，“仿爆米花”方法可以为开发具有优异性能特征的先进多孔复合材料提供一种多用途和普遍的解决方案。

图1  A：传统激光制备过程中激光诱导石墨烯（LIG）复合结构的反应过程。B：引入GO盖后的激光制备LIG复合薄膜的反应过程。

图2  LIG、LIG@NiFe₂O₄ 和 rGO/LIG@NiFe₂O₄ 的多级结构、成分表征

图3  激光加工过程中 LIG@NiFe₂O₄ 和 rGO/LIG@NiFe₂O₄ 复合结构的有限元分析

另外，“仿爆米花”策略不仅为EMI屏蔽机制和材料的发展提供了新的见解，还展示了出色的制造普适性、小型化和设备可靠性。通过增加激光功率输出和光束尺寸，可以大规模制备这种复合结构，并且通过调节前驱体和加工参数，可以方便地调节其性能。这为复合复杂纳米结构以实现多种先进应用开辟了新范例。

深圳大学郭镇斌副研究员和清华大学深研院杨诚副教授为共同通讯作者。该工作获得了国家自然科学基金委（52005289, 52273297, 12302124）、广东省（2020B1212060015）和深圳市科技创新委员会（20220809173605001, GJHZ20210705143000002, KJZD20230923115402005）的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-49498-1

撰写：任露洋

排版：郑泽庭

一审一校：任露洋

二审二校：马将

三审三校：郑纯