在集成电路与新能源领域，铜箔扮演着至关重要的角色。作为集成电路互连线的核心导体，它被誉为“工业神经”；作为锂电池集流体的关键基材，它又被称为“新能源血液”。然而，在复杂的多场耦合服役环境中，铜箔需同时应对力学载荷、高导电、高导热及长期热稳定性的多重挑战，其性能提升始终面临瓶颈。
针对这一难题，中国科学院金属研究所等机构的研究团队通过创新设计，成功开发出一种兼具超高强度、高导电性与优异热稳定性的新型铜箔。该成果突破了传统铜箔在强度、导电性和热稳定性之间难以平衡的“不可能三角”，为高端应用场景提供了关键材料支撑。
研究团队以“梯度序构”微观结构为核心，在工业化电解沉积制备过程中引入微量有机添加剂，在纯度达99.91%、厚度仅10微米的铜箔基体上，构建出高密度纳米畴。这些纳米畴平均尺寸仅3纳米，沿铜箔厚度方向呈周期性“贫、富”交替分布，形成独特的纳米尺度梯度结构。
实验数据显示，新型铜箔的拉伸强度高达900兆帕，远超常规铜箔的强度极限；其导电率保持在90%IACS，较同等强度水平的铜合金提升约2倍；在室温环境下放置近半年后，性能未出现衰减。这一成果标志着铜箔材料在综合性能上实现了质的飞跃。
性能提升的奥秘在于纳米畴的双重序构效应。在水平方向上，均匀分布的纳米畴可抑制应变局域化，增强材料整体均匀变形能力；在垂直方向上，梯度分布的纳米畴诱导产生超高密度几何必需位错，实现强化。尤为关键的是，当纳米畴与基体形成半共格界面时，既能有效钉扎晶界、抑制晶粒长大，又因其对电子散射作用极弱，确保了铜箔的高导电性。
该研究不仅为高性能铜箔的制备开辟了新路径，更验证了“基元梯度序构”策略在开发结构-功能一体化材料中的潜力。随着人工智能算力通信与下一代新能源系统对材料性能要求的持续提升，这一成果有望推动电子信息产业与新能源产业的技术升级。
