兰州大学土木工程与力（lì）学学院周又和教授团队制备出的（de）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，且其临（lín）界（jiè）电流密（mì）度还提高到了（le）传统冷压烧结样品（pǐn）的3.15倍，其密度（dù）值也为目前（qián）国（guó）际最低（dī）。

想象一下（xià），如果握（wò）在手里的甜筒（tǒng）冰（bīng）淇淋化了，而甜筒壳底部（bù）恰好（hǎo）破了个洞，任由冰淇淋（lín）往下滴，会滴出怎样（yàng）的图景？科技日（rì）报（bào）记者5月23日从兰（lán）州大（dà）学获悉，该校土木工程（chéng）与力学学（xué）院周又和（hé）教授团队用这样的“冰淇淋”设计（jì），解决了一（yī）个可控超导材料制备的（de）国际难题（tí）。相关（guān）成果近（jìn）日发表在国际著名期刊《先进功（gōng）能材料》上。

在这（zhè）个“冰淇（qí）淋”中，类（lèi）似（sì）甜筒外壳的装置（zhì）叫作3D打印喷头，“甜筒”里装的则（zé）是经过数（shù）次配比而成的YBCO（钇钡铜（tóng）氧高温超导体）超导块材浆料。在（zài）团队设（shè）计的程序控制下，浆料自如地从（cóng）喷头中滴落，可按照（zhào）既定“路线”打印出（chū）具（jù）有复杂形状的超导样品。

一直（zhí）以来（lái），高温（wēn）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（chǎng）的优异性（xìng）能，在无接触磁悬浮、储能（néng）旋转机械、准（zhǔn）永磁体等方面显示出良（liáng）好的应（yīng）用前（qián）景。但由于制备（bèi）YBCO块材的（de）原材料——YBCO氧化（huà）物陶瓷自带本征（zhēng）脆性，再加上高（gāo）温烧结制备过程中温度变化引起的机械应力，传（chuán）统冷压烧结制备无（wú）法实（shí）现（xiàn）各种（zhǒng）形状、各种结构的制备和塑形要求。

“超导材料的固（gù）有脆性极大地制约了超（chāo）导应用的力学（xué）性能，其超导性与力学性（xìng）能是一大矛盾，建议（yì）兰州大学针对增韧改性进行攻关。”2015年，在（zài）浙（zhè）江大（dà）学召（zhào）开固体（tǐ）力学国家基金委（wěi）创（chuàng）新研究群（qún）体交（jiāo）流（liú）会时（shí），时任国家（jiā）自然科（kē）学基金委主任杨卫院士得知周又和团队长期关注此领（lǐng）域，就未来研究方向与周又和进行了深入探（tàn）讨。

经过（guò）近5年的攻（gōng）坚（jiān），周又和团队成功探索出高精（jīng）度直接书写式（DIW）3D打印技（jì）术，采用低温冷铸（zhù）微结构调控策略，进一步克服（fú）了YBCO块材烧结收缩（suō）开裂的问题，将YBCO的收（shōu）缩率（lǜ）由（yóu）传统的（de）50%降低到基（jī）本不收缩，为（wéi）YBCO超导（dǎo）块材的高精度制备（bèi）奠定了基础。

该团队（duì）制备出的超轻质YBCO超导块不仅具（jù）有结（jié）构复杂、高超导性的优良特性，还将（jiāng）YBCO块材（cái）的临界电流（liú）密度提高到（dào）了传统冷压烧结样品的3.15倍，其（qí）密度值也为目前国际最低，约为传（chuán）统冷压烧结工（gōng）艺制（zhì）备样品的1/3。同时，材料的多孔结构特点也为后续缩（suō）短补（bǔ）氧耗（hào）时奠（diàn）定（dìng）了基（jī）础，使其（qí）制（zhì）备效率得到大幅度提（tí）升。

由该3D打印设备制备出的厘米尺度级（jí）的超导块材，比如具有（yǒu）特定（dìng）结构（gòu）的3D晶格结构可应用于高（gāo）温超导（dǎo）滤（lǜ）波（bō）器，为5G通信（xìn）和军事设备提供更好的服务。而由该3D打（dǎ）印（yìn）设备制备出的（de）超导飞轮（lún），实现了在液氮（dàn）温（wēn）度（dù）下航（háng）天陀螺（luó）飞轮悬浮及旋（xuán）转，为（wéi）工程应用奠定了基础。

周又和说，下（xià）一步团队将着力研究（jiū）超导材料的增韧改（gǎi）性，致力于实现超导块材的强韧（rèn）化，进而实（shí）现易加工性（xìng），同（tóng）时进一步提（tí）高3D打印制（zhì）备样品的临（lín）界电流（liú），为超（chāo）轻YBCO超导块（kuài）材的可控制备和未来应用打下坚实基（jī）础。