细晶强化是提高金属材料强度的重要途径，但材料强化的同时伴随着塑性或韧性的急剧下降，造成高强度材料缺乏塑性，反之，高塑性材料的强度却很低。金属材料中强度与塑性“倒置关系”这一普适性科学问题依然存在于纳米结构金属中。纳米金属薄膜作为微电子器件与微机电系统主要组元材料之一，其力学特性直接影响电子器件的工作可靠性，如何提高纳米金属薄膜的强度而不损失塑性成为亟需解决的重要科学问题。

针对这一科学问题，我院操振华教授团队与南京大学、美国普渡大学等合作，设计并制备出晶粒具有梯度变化与等尺寸的两种层状结构Cu/Ta金属复合薄膜，其屈服强度和均匀塑性应变分别高达1GPa和70%，兼具高强度与高塑性，同时发现梯度晶粒金属展现出硬化指数为1的线性应变硬化行为。这一结果为高性能纳米结构金属的设计与制备开辟了新思路。相关研究成果以题为“Strong and plastic metallic composites with nanolayered architectures”刊登在金属材料顶刊Acta Materialia上。论文第一作者和通讯作者为我院操振华教授，南京大学孟祥康教授为共同通讯作者。相关研究得到了国家自然科学基金和江苏省高校优势学科建设工程等的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2020.04.061