銀金屬導電性極佳，但性質(zhì)較為柔軟且強度較低，在利用它來作為導電金屬時，經(jīng)常需要在強度和導電性之間進行權(quán)衡，但是新型材料可能會改變這種情況。一組研究人員設法利用缺陷使銀比平時堅固得多，同時仍保持相當?shù)膶щ娦裕@一發(fā)現(xiàn)突破了幾十年來的理論極限。

銀晶粒的原子結(jié)構(gòu)模型中充滿了銅雜質(zhì)（綠色），使它們自身的缺陷被填補

缺陷是金屬不可避免的一部分，諸如脆弱性或者在時間的作用下老化等問題很常見，而解決的方法通常是將不同的金屬組合成合金，有助于克服其中的一些問題，但對于導電金屬而言，這通常這是以犧牲導電性為代價的，尋求兩全其美是本研究的目的。

該研究的合著者莫里斯·王（Morris Wang）說：“我們問自己，如何才能制造出有缺陷的材料，而又要克服軟化問題，同時又保持導電性呢？”解決方案聽起來非常簡單：他們將微量的銅混入了銀中。最終的強度比先前最強的白銀強42％，同時仍具有導電性。但是，這種新合金最令人印象深刻的是，它超過了所謂的“霍爾·佩奇極限”。

霍爾·佩奇（Hall-Petch）效應是70多年來材料科學的標志性學說，這一理論認為隨著金屬晶粒變小，材料本身也會變得更堅固，但是有一個限制：當晶粒變得太小（幾納米寬）時，它們的邊界變得不穩(wěn)定，材料會再次軟化。

研究人員設法創(chuàng)造出了一種被稱為“納米晶孿生金屬”的材質(zhì)，從而突破了這一極限。由于銅原子比銀原子稍小，它們傾向于掉入并填補晶粒邊界的缺陷中。這樣可以防止缺陷帶來的移動，最終導致材料軟化。同時，銅不會妨礙電子穿過銀，從而保持了導電性。

研究小組表示，這種方法可以應用于除銀以外的許多其他金屬。該技術(shù)最終可用于制造更高效的太陽能電池板，更輕的飛機或更安全的核電站。

該研究的第一作者弗雷德里克·桑索斯（Frederic Sansoz）說：“這是一類新的材料，我們才剛剛開始了解它們是如何工作的。”

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