金属多层膜/结构不仅是很多微/纳器件中关键的组成部分之一，同时也是高性能金属结构材料设计的基本模型单元。随着单层厚度逐渐减小到纳米尺度以及大量层/层异质界面的引入，金属多层膜/结构往往表现出与普通块体材料截然不同的力学行为。因此，理解金属多层膜的力学行为、澄清其内在的物理机制及尺度与界面效应具有重要的科学和工程意义。

　　基于此研究背景，通过近10年的研究，研究组澄清了纳米层状金属材料的强化机理及强化能力的界面控制机制。在具有不同单层厚度（微米-纳米）和层/层界面结构（fcc/fcc和fcc/bcc界面）的Cu-X(Cr, Au, Ni, Ta等)层状金属材料中，发现了随组元单层厚度的减小，层状材料强度逐渐升高、塑性 与界面失稳倾向增加、断裂由正断向剪断模式转变等重要规律。基于点阵失配概念，提出并建立了层状金属材料的界面强化能力统一模型；基于约束位错运动与跨界 面剪切竞争的竞争关系，提出了纳米尺度下层状金属材料塑性失稳的尺度与界面效应的物理机制，阐明了层状金属材料脆性与韧性断裂模式与层状单元的尺度及层/层界面间的内在关系与本质(Acta Mater. (2010), Appl. Phys. Lett.(2006, 2007, 2008, 2013))。在此基础上，提出了基于“颈缩延迟”提高层状材料塑性的思想，采用大压下量冷轧焊合的方法制备了强韧性匹配较好的Cu/Al层状材料（Scripta Mater.64 (2011)）。提出了“同材结构层状化”提高金属材料强韧性的思想(Scripta Mater. 65(2011))，探索制备了具有较好强韧性匹配和疲劳抗力的Cu/Cu层状材料，为金属材料强韧化的探索提供了一种可能的途径。