手机充电几分钟就发热，问题竟出在片薄如蝉翼的铜箔上。因为它法同时满足强度、热、耐热三重能的要求。近日，科学院金属研究所沈阳材料科学国研究中心卢磊团队与作者成功研发出种“铜箔”，破解了这难题。相关论文日前发表于顶学术期刊科学。

铜箔是集成电路互连线的关键体，也是锂电池集流体的核心基材无机玻璃钢风管，兼具“工业经”与“新能源液”双重属。在很多环境下，它不仅要承受复杂的力学载荷，还需同时满足电、热与长期热稳定的严苛要求。

然而，能铜箔的制备长期受制于个“不可能三角”：强度时电差，电好时热稳定又跟不上。随着人工智能力通信与下代新能源系统对材料能需求的不断提，破这个“不可能三角”已迫在眉睫。

为此，研究团队设计了全新的“梯度序构”微观结构。他们在电解沉积制备过程中，往电镀液里加了种微量有机添加剂。随后，厚度仅10微米、纯度99.91的厚铜箔的纳米晶粒基体上，竟长出了密密麻麻的、平均尺寸仅为3纳米的纳米畴。

这些纳米畴沿厚度向呈贫、富交替的周期梯度分布，像布料的经纬线样“交织”在铜箔中——水平向上，晶粒间均匀分布的纳米畴能提升材料的整体均匀变形能力；垂直向上，梯度分布的纳米畴则诱产生密度的几何需位错，显著提其强度。巧妙的是，这些纳米畴与基体形成半共格界面，如同微型锁扣，牢牢卡住晶粒间的缝隙，玻璃钢防爆风机止晶粒长大，提升金属强度。同时，它们对电子的散射弱，电子通过时不会受到阻碍，确保了铜箔的电能。

梯度纳米畴铜箔的微观结构

这种“铜箔”拉伸强度达900兆帕，突破了普通工业铜箔约为300-600兆帕的抗拉强度限。与此同时，该铜箔电率仍然达纯铜的90，比同等强度水平的铜金出约2倍。而且，不同于些放置几天能就会衰退的强度材料，“铜箔”室温存放近半年后能毫衰减，热稳定出，适长期使用的电子产品、电池等场景。

据悉，这款“铜箔”已具备工业连续化生产能力，未来有望让手机芯片做得精密、长时间使用不容易发烫，新能源车锂电池也将做得薄、安全，大电流充电损耗会低。

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