中國科學院金屬研究所盧磊研究員團隊在序構金屬領域取得重大突破，成功研發出一種兼具超高強度、高導電率與高熱穩定性的「超級銅箔」，打破了強度、導電、耐熱三者難以兼顧的「不可能三角」。相關成果發表於國際頂級學術期刊《科學》。 銅箔是手機晶片、鋰電池等電子產業的核心基礎材料，被視為電子產品訊號與電力傳輸的「神經網絡」。傳統銅箔長期面臨兩難困境：越堅固耐用，導電性能越差；追求耐高溫，其他性能又會下降。
這一「此消彼長」的規律，無法滿足當下 AI 算力與高端新能源領域的嚴苛需求。
梯度序構微觀結構破解性能矛盾
中科院金屬所團隊採用全新「梯度序構」微觀結構設計，在厚度僅 10 微米、純度達 99.91% 的銅箔納米晶粒基體上，誘導形成高密度、平均尺寸僅 3 納米的納米畴。這些納米畴沿厚度方向呈周期梯度分布，如布料經緯線般「交織」於銅箔中，從微觀層面化解性能矛盾。 實驗數據顯示，「超級銅箔」的抗拉強度高達 900 兆帕，而普通工業銅箔僅為 300 至 600 兆帕，新材料強度約為常規銅箔兩倍。
更突出的是，在強度大幅提升同時，其導電率維持高純銅的 90%，較同等強度傳統銅合金提升約兩倍。此外，該銅箔在常規環境下放置 6 個月，性能無絲毫衰減，熱穩定性極佳。 科研人員解釋，製造過程中向電鍍液加入微量有機添加劑，銅箔內部自發生長出大量 3 納米「微型鎖扣」。這些鎖扣卡住銅晶體顆粒間縫隙，提升強度；同時與周圍銅原子結合無縫，電子運動幾無阻礙，導電性能得以保留。
下表列出「超級銅箔」與普通工業銅箔關鍵規格對比：
| 規格項目 | 超級銅箔 | 普通工業銅箔 |
|---|---|---|
| 抗拉強度 (兆帕) | 900 | 300-600 |
| 導電率 (相對高純銅) | 90% | 視合金而定，較低 |
| 厚度 (微米) | 10 | 類似 |
| 純度 | 99.91% | 高純 |
| 熱穩定性 (6 個月常規環境) | 無衰減 | 視條件而定 |
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