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記者17日從中國科學院金屬研究所沈陽材料科學國家研究中心了解到，該中心盧磊研究員團隊成功研發(fā)出一種兼具超高強度、高導電性與優(yōu)異熱穩(wěn)定性的“超級銅箔”，有效破解了銅箔在強度與塑性、導電性、熱穩(wěn)定性之間長期存在的“此消彼長”困境。相關研究結果于北京時間4月17日在國際學術期刊《科學》上在線發(fā)表。

銅箔作為集成電路互連線的關鍵導體與鋰電池集流體的核心基材，有一道長期無法跨越的難關：強度高，導電性就差；導電性好，熱穩(wěn)定又跟不上，這三者難以兼得。隨著AI算力與下一代新能源系統(tǒng)對材料性能需求的持續(xù)升級，這個瓶頸越來越突出。

這項突破的核心在于一種全新的“梯度序構”微觀結構設計。研究團隊在滿足工業(yè)化條件的電解沉積制備過程中，巧妙加入微量有機添加劑，在厚度為10微米的超薄銅箔內部生出大量僅3納米大小的高密度納米疇。這些納米疇沿銅箔厚度方向有規(guī)律分布，一會兒密集、一會兒稀疏，形成了特殊的梯度序構。

新研制的“超級銅箔”拉伸強度高達900兆帕，突破了常規(guī)銅箔的強度極限。同時，該銅箔導電率較同等強度水平的銅合金提升約2倍；室溫放置近半年后性能無衰減，成功攻克了強度、導電性和熱穩(wěn)定性難以兼得的難題。

該研究不僅為高性能銅箔的制備開辟了全新的設計思路，也展現(xiàn)了梯度序構策略在開發(fā)下一代“結構-功能”一體化材料方面的巨大潛力。

據(jù)了解，梯度納米疇銅箔已具備在工業(yè)條件下的連續(xù)化生產能力，為其規(guī)模化應用奠定了基礎，對電子信息產業(yè)和新能源產業(yè)的發(fā)展具有重要意義。