兰（lán）州（zhōu）大学土木工程与（yǔ）力学学院周（zhōu）又和教授团队制备出（chū）的超轻质YBCO超导块，不仅具有结构复（fù）杂、高超导性的优良特性，且（qiě）其临（lín）界电流密度还提（tí）高到了（le）传统冷压烧（shāo）结样品的3.15倍，其密度值也为（wéi）目前国（guó）际最低。

想（xiǎng）象一下，如果握在手（shǒu）里的甜筒冰（bīng）淇淋化了，而甜筒壳（ké）底部恰好破了个洞，任由冰淇淋往下滴，会（huì）滴出怎（zěn）样的（de）图景？科（kē）技日报（bào）记者（zhě）5月23日从兰州大学获（huò）悉，该校（xiào）土（tǔ）木工程（chéng）与力（lì）学学院（yuàn）周（zhōu）又（yòu）和教授团队用这（zhè）样的“冰（bīng）淇淋”设（shè）计，解决了一个可（kě）控超导（dǎo）材料制（zhì）备的国际难题（tí）。相关成（chéng）果近（jìn）日发表（biǎo）在（zài）国际著（zhe）名期刊《先进功能材料（liào）》上。

在（zài）这个（gè）“冰淇淋”中，类似甜筒外壳的装置（zhì）叫作3D打印（yìn）喷头，“甜筒”里装的（de）则是经过数（shù）次配比而成的YBCO（钇钡（bèi）铜氧高温（wēn）超导体）超（chāo）导块材浆料。在团队设计的程序控（kòng）制下，浆料自如地从喷（pēn）头（tóu）中滴落，可按照（zhào）既定“路线”打印出具（jù）有复杂形状的超导样（yàng）品。

一直以来，高（gāo）温超导YBCO块材因其高临界温度、高临界电流密度和高俘获磁场的（de）优异性能，在无（wú）接触磁悬浮（fú）、储能旋转（zhuǎn）机（jī）械、准永（yǒng）磁体（tǐ）等方（fāng）面显示出良（liáng）好（hǎo）的应用前景（jǐng）。但由于制备YBCO块材（cái）的原材料——YBCO氧化物（wù）陶瓷（cí）自带本征脆性，再（zài）加（jiā）上高温烧结制备过程（chéng）中（zhōng）温度变化引起（qǐ）的机（jī）械（xiè）应力，传统冷（lěng）压烧结制备无法实现各（gè）种形（xíng）状、各种结构的（de）制（zhì）备和塑形要求。

“超导材料（liào）的固有脆性极大地制约了超（chāo）导（dǎo）应（yīng）用的力学性能，其超导性与力学性能是一大矛盾，建议兰（lán）州大学针对增韧改性进行攻（gōng）关（guān）。”2015年，在浙江大（dà）学召（zhào）开固（gù）体力学国（guó）家基（jī）金委创新（xīn）研究（jiū）群（qún）体交（jiāo）流会时，时任国家自然科学基金委主任（rèn）杨卫院士得知（zhī）周又和（hé）团（tuán）队长期关（guān）注此领域，就（jiù）未来研究方向与周又和（hé）进行了（le）深入探（tàn）讨。

经过近5年的攻坚（jiān），周又（yòu）和团队成（chéng）功探索出高精度直接书写式（shì）（DIW）3D打印技术，采（cǎi）用低温冷铸微（wēi）结构调控策略，进一步克服了YBCO块材（cái）烧结收缩开裂（liè）的问题，将YBCO的收（shōu）缩率（lǜ）由传（chuán）统的50%降（jiàng）低（dī）到基（jī）本不收缩（suō），为（wéi）YBCO超导块材（cái）的高（gāo）精度（dù）制（zhì）备奠定了基础（chǔ）。

该团（tuán）队制备出的超轻质YBCO超导块不（bú）仅具有结构复杂（zá）、高超导性（xìng）的（de）优良特性（xìng），还将YBCO块材的临（lín）界电流（liú）密度提（tí）高（gāo）到（dào）了传统冷压烧结样品的3.15倍，其密度（dù）值也（yě）为目前国际最（zuì）低，约为传统冷压烧结工艺制（zhì）备样品（pǐn）的1/3。同时，材料的多孔结构（gòu）特点也为后续缩短补（bǔ）氧耗（hào）时奠定了基础，使其制（zhì）备（bèi）效率得到（dào）大幅度提升。

由该3D打（dǎ）印设（shè）备制备出的厘米（mǐ）尺度级的（de）超导块（kuài）材，比（bǐ）如具有（yǒu）特定（dìng）结构的3D晶格结构可（kě）应用于高（gāo）温超（chāo）导滤波器（qì），为5G通信（xìn）和（hé）军事设备提供更好的服务。而由该3D打印设备制备出（chū）的超导飞轮，实现了在液氮（dàn）温（wēn）度下航天陀（tuó）螺飞轮悬浮及（jí）旋转（zhuǎn），为工程应用奠定（dìng）了基础。

周又和说，下一步团队将着（zhe）力研（yán）究超导（dǎo）材（cái）料的增韧改性，致力于实（shí）现超导块材（cái）的强（qiáng）韧化，进而实现易加工性，同时进（jìn）一（yī）步提高3D打印制（zhì）备样品（pǐn）的临（lín）界电（diàn）流，为超轻YBCO超导（dǎo）块材的（de）可控制备和未来应用打下坚实基（jī）础。