在集成電路與新能源領域，銅箔扮演著至關重要的角色。作為集成電路互連線的核心導體，它被譽為“工業神經”；作為鋰電池集流體的關鍵基材，它又被稱為“新能源血液”。然而，在復雜的多場耦合服役環境中，銅箔需同時應對力學載荷、高導電、高導熱及長期熱穩定性的多重挑戰，其性能提升始終面臨瓶頸。
針對這一難題，中國科學院金屬研究所等機構的研究團隊通過創新設計，成功開發出一種兼具超高強度、高導電性與優異熱穩定性的新型銅箔。該成果突破了傳統銅箔在強度、導電性和熱穩定性之間難以平衡的“不可能三角”，為高端應用場景提供了關鍵材料支撐。
研究團隊以“梯度序構”微觀結構為核心，在工業化電解沉積制備過程中引入微量有機添加劑，在純度達99.91%、厚度僅10微米的銅箔基體上，構建出高密度納米疇。這些納米疇平均尺寸僅3納米，沿銅箔厚度方向呈周期性“貧、富”交替分布，形成獨特的納米尺度梯度結構。
實驗數據顯示，新型銅箔的拉伸強度高達900兆帕，遠超常規銅箔的強度極限；其導電率保持在90%IACS，較同等強度水平的銅合金提升約2倍；在室溫環境下放置近半年后，性能未出現衰減。這一成果標志著銅箔材料在綜合性能上實現了質的飛躍。
性能提升的奧秘在于納米疇的雙重序構效應。在水平方向上，均勻分布的納米疇可抑制應變局域化，增強材料整體均勻變形能力；在垂直方向上，梯度分布的納米疇誘導產生超高密度幾何必需位錯，實現強化。尤為關鍵的是，當納米疇與基體形成半共格界面時，既能有效釘扎晶界、抑制晶粒長大，又因其對電子散射作用極弱，確保了銅箔的高導電性。
該研究不僅為高性能銅箔的制備開辟了新路徑，更驗證了“基元梯度序構”策略在開發結構-功能一體化材料中的潛力。隨著人工智能算力通信與下一代新能源系統對材料性能要求的持續提升，這一成果有望推動電子信息產業與新能源產業的技術升級。
