导电材料是现代电力技术最重要的物质基础，是实现输送电能、传递信息以及实现力、热、电、光、磁等能量转换的基础性材料。随着自然资源的日益减少，国际铜价、油价日益上涨，节能减排已成必然趋势。然而在汽车、航天航空等行业，电线电缆被大量使用，其重量在汽车、飞机、卫星等中占据了很大一部分比例。因此开发一种可替代传统金属的轻质导电材料已成为科学家与工业界的研究热点。

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员张骁骅（青促会会员）及团队成员很早即关注到该发展方向，基于团队所开发的碳纳米管纤维材料（见近期团队的综述Adv. Mater. 2016, 28,10529），通过在纤维外层引入微米级厚的薄层铜，获得了质量—电导率性能匹配的新型柔性导线材料（Nanoscale 2011, 3, 4215)，是国际上较早开展相关研究的团队之一。这种复合导线可在密度不到铜1/3的条件下获得与铜相同数量级的电导率，兼具优于铜材料的高强度和柔性等力学特性。然而，由于铜和碳纳米管物理性能相差迥异，直接电镀得到的铜层与内芯纤维的界面结合力弱并存在显著的应力分布不均匀，使得复合导线存在铜层脆性大、耐热性差、长时间工作性能弱等明显的不足之处。

针对此，研究团队通过在铜/碳界面上引入纳米级镍缓冲层结构，通过镍向铜晶体内和碳纳米管管间的扩散，显著提高了铜/碳的界面结合力，并赋予复合导线优异的抗弯折能力，在经过10000次以上的弯折后依然保持电导率不下降（铜导线在弯折2000次左右即因生热而电阻急剧上升并折断）。界面优化后的复合导线电导率>2×10^7 S/m，强度>800 MPa，并通过充分利用碳纳米管的导热特性，表现出明显优于铜导线的大载流能力（>10^5 A/cm^2）以及在90%极限载流下长时间（100小时以上）稳定服役的性能。该研究为进一步发展新的铜/碳复合结构提供了新的设计策略。

该研究于2018年2月12日在ACS Appl. Mater. Interfaces期刊上在线发表（DOI: 10.1021/acsami.7b19012）。文章的第一作者为博士研究生邹菁云。该研究受到了国家自然科学基金（21503267, 21473238, 51561145008）、中国科学院青年创新促进会（2015256）等基金的资助。