石墨烯是一种由sp²杂化碳原子构成的二维材料，因其卓越的物理和化学性质而备受关注。凭借优异的热导率，石墨烯被视为理想的热管理材料；其较大的比表面积与优异的化学稳定性也使其在能源存储系统中大放异彩。尤其是，石墨烯的低密度、出色的耐腐蚀性与高电导率，使其成为新一代电磁干扰（EMI）屏蔽材料的极具吸引力的候选者。

EMI 屏蔽机制通常包括吸收、反射、透射与多重反射等过程，屏蔽效率（SE）主要取决于材料本征属性。在国防和军事等领域，尤其重视8.2–12.4 GHz 频段内以吸收为主导的 EMI 屏蔽性能。高质量石墨烯的制备对实现优异的 EMI SE 至关重要。近年来，微波辅助法制备石墨烯受到广泛关注。与传统的热还原或化学还原方法相比，微波还原不仅快速高效，且更加环保。该方法能在1–2秒内将氧化石墨烯（GO）还原为结构有序、完整的m-rGO（微波还原石墨烯），且无需使用还原剂，其电导率显著提升。

其还原机制源于微波与材料的相互作用导致的快速升温、高温下GO中含氧官能团的脱除，以及反应过程中自由碳自由基对结构缺陷的修复。然而，反应腔体中微波场分布的不均匀性使得GO的还原过程难以控制，进而导致还原不完全或破坏石墨烯的结构完整性，从根本上限制了微波法在石墨烯规模化制备中的应用。

为解决由微波场不均匀性引起的加热不均问题，研究人员进行了大量尝试。其中最直接的方式是对样品进行旋转，以实现微波能量的均匀吸收，这种方法在食品加热中较为常见。此外，采用多微波源、可调频微波系统以及优化腔体结构设计等方式也被提出以改善场分布的均匀性。然而，这些策略主要从微波场本身出发，忽视了材料与微波能量之间的本质耦合关系，难以从根本上解决加热不均的问题。

北京大学、北京石墨烯研究院张锦院士团队提出了一种新策略，通过调整GO在波导腔体中的空间分布，结合异形样品容器的结构设计，提升m-rGO质量的一致性，并在放大制备过程中通过系统性地优化工艺参数进一步改善其品质。与已有微波还原制备的石墨烯相比，本文所得m-rGO展现出优异性能，电导率高达13486 S·m⁻¹，拉曼D峰强度低至ID/IG = 0.12，单批次产量可达70克。同时，制备出一款柔性m-rGO/聚氨酯（PU）复合膜（A4尺寸，厚度仅90 μm），其在8.2–12.4 GHz频段内的电磁屏蔽效率高达40 dB。本文提出的结构设计理念为高质量m-rGO的大规模工业化微波制备提供了创新且切实可行的方法。

相关研究成果以“Scalable Preparation of High-Quality Microwave-Assisted Reduced Graphene Oxide via Spatial Configuration Engineering”为题，发表于《Small》。