記者4月17日從中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心了解到，該中心盧磊研究員團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)出一種兼具超高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性與優(yōu)異熱穩(wěn)定性的“超級(jí)銅箔”，有效破解了銅箔在強(qiáng)度與塑性、導(dǎo)電性、熱穩(wěn)定性之間長(zhǎng)期存在的“此消彼長(zhǎng)”困境。相關(guān)研究結(jié)果于北京時(shí)間4月17日在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上在線發(fā)表。

　　銅箔作為集成電路互連線的關(guān)鍵導(dǎo)體與鋰電池集流體的核心基材，有一道長(zhǎng)期無(wú)法跨越的難關(guān)：強(qiáng)度高，導(dǎo)電性就差；導(dǎo)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(duì)材料性能需求的持續(xù)升級(jí)，這個(gè)瓶頸越來(lái)越突出。

　　這項(xiàng)突破的核心在于一種全新的“梯度序構(gòu)”微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。研究團(tuán)隊(duì)在滿足工業(yè)化條件的電解沉積制備過(guò)程中，巧妙加入微量有機(jī)添加劑，在厚度為10微米的超薄銅箔內(nèi)部生出大量?jī)H3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(huì)兒密集、一會(huì)兒稀疏，形成了特殊的梯度序構(gòu)。

　　新研制的“超級(jí)銅箔”拉伸強(qiáng)度高達(dá)900兆帕，突破了常規(guī)銅箔的強(qiáng)度極限。同時(shí)，該銅箔導(dǎo)電率較同等強(qiáng)度水平的銅合金提升約2倍；室溫放置近半年后性能無(wú)衰減，成功攻克了強(qiáng)度、導(dǎo)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(kāi)辟了全新的設(shè)計(jì)思路，也展現(xiàn)了梯度序構(gòu)策略在開(kāi)發(fā)下一代“結(jié)構(gòu)-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(chǎn)能力，為其規(guī)?；瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)，對(duì)電子信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。（王瑩）

　　責(zé)任編輯：沈馨蕊

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