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记者4月17日从中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心了解到，该中心卢磊研究员团队成功研发出一种兼具超高强度、高导电性与优异热稳定性的“超级铜箔”，有效破解了铜箔在强度与塑性、导电性、热稳定性之间长期存在的“此消彼长”困境。相关研究结果于北京时间4月17日在国际学术期刊《科学》上在线发表。
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，有一道长期无法跨越的难关：强度高，导电性就差；导电性好，热稳定又跟不上，这三者难以兼得。随着ai算力与下一代新能源系统对材料性能需求的持续升级，这个瓶颈越来越突出。
这项突破的核心在于一种全新的“梯度序构”微观结构设计。研究团队在满足工业化条件的电解沉积制备过程中，巧妙加入微量有机添加剂，在厚度为10微米的超薄铜箔内部生出大量仅3纳米大小的高密度纳米畴。这些纳米畴沿铜箔厚度方向有规律分布，一会儿密集、一会儿稀疏，形成了特殊的梯度序构。
新研制的“超级铜箔”拉伸强度高达900兆帕，突破了常规铜箔的强度极限。同时，该铜箔导电率较同等强度水平的铜合金提升约2倍；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难题。
该研究不仅为高性能铜箔的制备开辟了全新的设计思路，也展现了梯度序构策略在开发下一代“结构-功能”一体化材料方面的巨大潜力。
据了解，梯度纳米畴铜箔已具备在工业条件下的连续化生产能力，为其规模化应用奠定了基础，对电子信息产业和新能源产业的发展具有重要意义。
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