超高强度和高导电性，这两种性能在工业应用的金属材料中往往是鱼和熊掌不可兼得，也是一项长期以来有待解决的重大科学难题。我国科学家经过深入研究，利用纳米技术的新途径成功实现金属材料的超高强度和高导电性，突破了这一难题。 
    众所周知，工业中应用的导电材料绝大多数是各种金属和合金材料。强度和导电性是导体金属材料的两个至关重要性能，在工业应用中往往需要导体材料同时具有高强度和高导电性。像导电磁铁线圈中的导线既要承受巨大的电磁作用力，又要保持较低电阻以降低电流导致的温度升高。   
    然而，在常规金属材料中这两种性能往往相互抵触，不可兼得。纯金属（如银、铜等）具有很高的导电率，但其强度极低。通过多种强化手段可以提高金属的强度，如合金化、晶粒细化或加工强化，但往往又导致金属材料电导率的大幅度降低。其原因在于这些强化技术本质上是在材料中引入各种缺陷，如晶粒细化引入更多晶界，加工强化引入大量位错，这些缺陷会显著增大对电子的散射，从而降低导电性能。 
    为了解决这一难题，中科院金属研究所沈阳材料科学国家实验室，经过长期实验研究后，采用脉冲电解沉积技术，制备出具有高密度纳米尺寸生长孪晶的纯铜薄膜，通过工艺过程研究调整样品的晶粒尺寸、孪晶厚度及其分布、织构状态等，获得了具有超高强度和高导电性的纯铜样品。其拉伸强度是普通纯铜的十倍以上，达到高强度钢的强度水平，而室温电导率与无氧高导铜相当。 
    利用纳米尺寸的生长孪晶强化金属的新途径，同时获得超高强度和高导电性，这在过去任何材料中均无法实现的。“这一技术的关键在于孪晶界。这是一种低能共格晶界，它能够有效地阻位错运动并吸收部分位错，因此可以起到与普通晶界相似的强化作用。而它对电子的散射能力极小，其电阻值比普通晶界的电阻低一个数量级。”这个所所长卢柯认为,“通过制备出高密度纳米尺寸生长孪晶，可以大幅度提高材料的强度而对其电导特性无明显影响。” 
    最近，美国科学周刊报道了此项成果，评审人认为这一技术是一个十分重要的突破，这是其它任何强化技术无法达到的，它再次用极为漂亮的实验结果演示，通过在纳米尺度上的结构设计可以从本质上优化材料的性能和功用。这不但为材料的强化技术和高强高导材料的研制开辟了一个新领域，而且将对相关工业应用领域产生重要推动作用，如超导磁铁技术、电力传输系统、机电装备及微机电系统等，并将对纳米材料技术的发展产生重要影响。（记者周玮、沈路涛）