手机充电爱发热？我国研发“超级铜箔”或将破解这一问题
来源：互联网 2026-04-18 08:32:31序构金属领域关键突破：新型“超级铜箔”攻克性能“不可能三角” 近日，材料科学领域取得一项重要进展。中国科学院金属研究所卢磊研究员团队在序构金属研究中实现关键突破，成功研制出一种兼具超高强度、高导电率与高热稳定性的新型铜箔。该成果一举打破了材料界长期存在的强度、导电、耐热难以兼顾的“不可能三角”困境，
序构金属领域关键突破：新型“超级铜箔”攻克性能“不可能三角”
近日，材料科学领域取得一项重要进展。中国科学院金属研究所卢磊研究员团队在序构金属研究中实现关键突破，成功研制出一种兼具超高强度、高导电率与高热稳定性的新型铜箔。该成果一举打破了材料界长期存在的强度、导电、耐热难以兼顾的“不可能三角”困境，为高端铜箔制造开辟了全新路径。相关研究已于4月17日发表于国际顶级学术期刊《科学》。
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传统铜箔的性能困境
传统铜箔面临显著的性能制约：提升强度往往导致导电性下降，而增强耐热性又可能影响其他关键指标。这种“按下葫芦浮起瓢”的矛盾，在AI算力爆发与高端新能源制造对材料要求日益严苛的背景下，显得尤为突出。寻求一种能够协同提升多项性能的解决方案，成为行业迫切需求。
创新设计：梯度序构破解矛盾
卢磊团队通过创新的微观结构设计——梯度序构，给出了肯定答案。研究团队在纯度99.91%、厚度仅10微米的铜箔内部，构建了平均尺寸仅3纳米的高密度纳米畴。这些纳米畴沿材料厚度方向呈周期性梯度排列，从原子尺度上巧妙协调了性能冲突，实现了“鱼与熊掌兼得”。
核心性能数据表现
新型铜箔展现出卓越的综合性能：抗拉强度高达900兆帕，约为普通铜箔的两倍；导电率达到高纯铜的90%，在同等强度下导电能力较传统铜合金提升约两倍；同时具备优异热稳定性，在常温环境下放置半年性能无衰减。三项指标同步突破，标志着“不可能三角”被实质攻克。
广阔的应用前景
性能飞跃带来广泛的应用潜力。该“超级铜箔”有望用于制造更精密、散热更优的手机芯片；在新能源领域，可助力开发更薄、更安全的电动汽车锂电池，并显著降低大电流快充时的能量损耗，为产业升级提供关键材料支撑。
背后的科学原理
性能提升源于纳米畴在“晶粒间”与“晶粒内”实现的双重序构效应。水平方向上，均匀分布的纳米畴抑制应变局部集中，提升材料变形均匀性与韧性；垂直方向上，梯度分布的纳米畴诱导产生超高密度几何必需位错，带来显著强化。尤其重要的是，纳米畴与铜基体形成的半共格界面能有效“钉扎”晶界，抑制晶粒长大，同时因其对电子散射作用极弱，完美保障了高导电性。
战略意义与产业影响
此项研究不仅诞生了一款高性能铜箔，更为整个高性能金属材料制备提供了全新设计思路——“基元梯度序构”策略，展现出开发下一代结构-功能一体化材料的巨大潜力。值得关注的是，该梯度纳米畴铜箔已具备工业条件下连续化生产能力，为大规模应用奠定基础，对电子信息与新能源产业的未来发展具有重要战略意义。
（参考信息略）
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