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Upcycling of Polybenzoxazine to Magnetic Metal Nanoparticle-Doped Laser-Induced Graphene for Electromagnetic Interference Shielding

石墨烯 电磁屏蔽 材料科学 兴奋剂 电磁干扰 纳米颗粒 电磁干扰 光电子学 制作 磁性纳米粒子 复合材料 纳米技术 电子工程 替代医学 病理 工程类 医学
作者
Zeqi Yu,Wenjie Yu,Ye Jiang,Zongbao Wang,Weiwei Zhao,Xiaoqing Liu
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:5 (9): 13158-13170 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acsanm.2c02912
摘要

Upcycling carbon materials from waste plastics/resins is of utmost importance but remains challenging. In this work, we reported the production of magnetic metal nanoparticle-doped laser-induced graphene (LIG/M) starting from polybenzoxazine by a combination of drop-casting and laser irradiation. This strategy was applicable to convert various metal complex precursors into nanoparticles, producing diverse LIG/M, where M included Fe3O4, FeCo, and FeNi. Due to the attractive porous structures and electric/magnetic functional characteristics, the obtained LIG/M exhibited a high electromagnetic interference (EMI) shielding effectiveness of 39.1 dB in the X-band for LIG/FeCo. Taking the thickness and lightweight properties into account, the absolute shielding effectiveness of LIG/M is superior to that of the reported metal nanoparticle-doped carbon materials, which demonstrates the advantage of LIG/M as efficient EMI shielding materials. Moreover, the high electrical conductivity and magnetic properties endowed LIG/M with low-voltage-driven electrothermal performance and strong magnetothermal effect. Given the easy-fabrication process and satisfactory performance, the strategy proposed in this work may create propitious opportunities to achieve the high value-added upcycling and reuse of waste plastics/resins with potential applications in various fields, such as EMI shielding, energy storage, and heating systems.
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