銀金屬導(dǎo)電性極佳，但性質(zhì)較為柔軟且強(qiáng)度較低，在利用它來(lái)作為導(dǎo)電金屬時(shí)，經(jīng)常需要在強(qiáng)度和導(dǎo)電性之間進(jìn)行權(quán)衡，但是新型材料可能會(huì)改變這種情況。一組研究人員設(shè)法利用缺陷使銀比平時(shí)堅(jiān)固得多，同時(shí)仍保持相當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性，這一發(fā)現(xiàn)突破了幾十年來(lái)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(bǔ)

缺陷是金屬不可避免的一部分，諸如脆弱性或者在時(shí)間的作用下老化等問(wèn)題很常見(jiàn)，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(wèn)題，但對(duì)于導(dǎo)電金屬而言，這通常這是以犧牲導(dǎo)電性為代價(jià)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(shuō)：“我們問(wèn)自己，如何才能制造出有缺陷的材料，而又要克服軟化問(wèn)題，同時(shí)又保持導(dǎo)電性呢？”解決方案聽(tīng)起來(lái)非常簡(jiǎn)單：他們將微量的銅混入了銀中。最終的強(qiáng)度比先前最強(qiáng)的白銀強(qiáng)42％，同時(shí)仍具有導(dǎo)電性。但是，這種新合金最令人印象深刻的是，它超過(guò)了所謂的“霍爾·佩奇極限”。

霍爾·佩奇（Hall-Petch）效應(yīng)是70多年來(lái)材料科學(xué)的標(biāo)志性學(xué)說(shuō)，這一理論認(rèn)為隨著金屬晶粒變小，材料本身也會(huì)變得更堅(jiān)固，但是有一個(gè)限制：當(dāng)晶粒變得太小（幾納米寬）時(shí)，它們的邊界變得不穩(wěn)定，材料會(huì)再次軟化。

研究人員設(shè)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(bǔ)晶粒邊界的缺陷中。這樣可以防止缺陷帶來(lái)的移動(dòng)，最終導(dǎo)致材料軟化。同時(shí)，銅不會(huì)妨礙電子穿過(guò)銀，從而保持了導(dǎo)電性。

研究小組表示，這種方法可以應(yīng)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(yáng)能電池板，更輕的飛機(jī)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(shuō)：“這是一類新的材料，我們才剛剛開(kāi)始了解它們是如何工作的。”