图 在铜箔内实现了3 nm的纳米畴基元在厚度方向上的周期性梯度序构

　　在国家自然科学基金项目（批准号：92463302、U24A2027等）资助下，中国科学院金属研究所卢磊研究员的科研团队与合作者在基元序构金属研究方面再次取得进展。相关成果以“超纳米畴实现铜箔的强度-导电性协同效应（Super-nano domains enable strength-conductivity synergy in copper foils）”为题，于2026年4月17日在《科学》（Science）期刊上发表。论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.aed7758。

　　铜箔作为集成电路互连线的关键导体与锂电池集流体的核心基材，不仅要承受复杂的力学载荷，还需同时满足高导电、高导热与长期热稳定性的严苛要求。随着AI算力通信与下一代新能源系统对材料性能需求的持续升级，如何破解铜箔在强度与塑性、导电性、热稳定性之间长期存在的“此消彼长”困境，已成为拓展其高端应用的核心瓶颈。

　　研究团队设计了一种全新的“梯度序构”微观结构，通过微量有机添加剂，在10微米厚铜箔（纯度99.91%）的纳米晶粒基体上形成了平均尺寸仅为3 nm，沿铜箔厚度方向呈“贫、富”交替周期分布的纳米尺度梯度序构纳米畴（图）。实验结果显示，梯度序构纳米畴铜箔的拉伸强度高达900兆帕，突破了常规铜箔的强度极限。同时，该铜箔导电率保持在90%IACS，较同等强度水平的铜合金提升约2倍且室温放置近半年后性能无衰减，成功攻克了强度、导电性和热稳定性难以兼得的“不可能三角”。

　　该研究为高性能铜箔的制备开辟了全新的设计思路，展现了“基元梯度序构”策略在开发下一代结构—功能一体化材料研发中的巨大潜力。梯度纳米畴铜箔已具备在工业条件下的连续化生产能力，对电子信息产业和新能源产业的发展具有重要战略意义。