兰州大学土（tǔ）木工程与力学学（xué）院周又和教授团队（duì）制备（bèi）出的超轻质YBCO超导块，不仅具有结构复杂、高超导性的优（yōu）良特性，且其临界电流密度还（hái）提高到了传（chuán）统冷压烧结样品的3.15倍，其密度值也为目前国际最低。

想象一下（xià），如果握在手（shǒu）里的（de）甜筒冰淇淋化了，而甜筒壳底部恰好破了个洞，任由冰淇淋往下滴，会滴出怎样的图景？科技日报记（jì）者5月23日从兰州（zhōu）大学获悉，该校土木工程与力学学院（yuàn）周（zhōu）又和教授团队（duì）用这样的“冰淇淋”设（shè）计（jì），解决了一个可控超导材料制备（bèi）的国际（jì）难题。相关成果近日发表在国际著名期刊《先进功能材料》上。

在（zài）这个“冰淇（qí）淋”中，类似甜筒外壳（ké）的装置叫（jiào）作（zuò）3D打印（yìn）喷头，“甜筒”里装的则是经过数次（cì）配比而成（chéng）的YBCO（钇钡（bèi）铜氧高（gāo）温超（chāo）导体）超导块材浆料（liào）。在团队设计的程（chéng）序控制下，浆料自如地从（cóng）喷头中滴落，可按（àn）照既定“路线”打印出具有复杂（zá）形（xíng）状的超导（dǎo）样品。

一直以来，高温超导YBCO块材因其高临界温（wēn）度、高临界电流密度（dù）和高俘获磁场的优异性能，在无接触磁悬浮、储能旋转机械、准永磁体（tǐ）等方面显（xiǎn）示出良好（hǎo）的应用（yòng）前景。但由于制备YBCO块材的原（yuán）材料——YBCO氧化物陶瓷自带本征（zhēng）脆性（xìng），再加上高温（wēn）烧结制备过程中温度变化（huà）引起的（de）机械应力，传统冷压烧结制备（bèi）无法实现（xiàn）各种形（xíng）状、各种结构的制备和塑（sù）形要求。

“超（chāo）导材料的固有脆性（xìng）极大地制约了超导应用的力学性能，其超导性与力学性能是一大矛盾，建议（yì）兰州大学针对增韧改性进行攻关。”2015年，在浙江大学召开固体力学国家（jiā）基金委创新研究群（qún）体交流会（huì）时，时任国家自然科学基（jī）金委主任杨卫（wèi）院士得知周（zhōu）又和团队长期关注此领域，就未来研（yán）究方向与周又和进行了深入探讨。

经过近5年的攻坚，周又和团队（duì）成（chéng）功探索出高精度直（zhí）接书（shū）写式（DIW）3D打印技术（shù），采用低温冷铸微结（jié）构调控策（cè）略，进（jìn）一步（bù）克服（fú）了YBCO块材烧结（jié）收缩开裂的问题，将YBCO的收缩率由传（chuán）统的50%降低到基（jī）本不收（shōu）缩，为YBCO超导块材的高（gāo）精度制备奠定了基础。

该团队制备出的超轻质YBCO超导块不仅具有结构（gòu）复杂、高超导性的优（yōu）良特性，还将YBCO块材（cái）的（de）临界电（diàn）流（liú）密（mì）度提高到（dào）了传统冷压（yā）烧结样（yàng）品的3.15倍，其密度值也为目前国际（jì）最低，约为传统（tǒng）冷（lěng）压烧（shāo）结工艺（yì）制备样品的1/3。同时，材料（liào）的多孔结构特点（diǎn）也为后续（xù）缩（suō）短补氧耗时奠（diàn）定了（le）基础（chǔ），使其（qí）制备（bèi）效率得（dé）到（dào）大幅（fú）度提升。

由该3D打印设备制备（bèi）出的厘米尺度级（jí）的超导块（kuài）材，比如具有特（tè）定结构的3D晶（jīng）格结构（gòu）可应用于高温超导滤波器，为（wéi）5G通信和军事（shì）设备提供更好的服务。而由该3D打印设备制备出的（de）超（chāo）导飞轮，实现了在液氮温（wēn）度下航天陀螺飞轮悬（xuán）浮（fú）及旋转，为工程应用奠定了（le）基础。

周又和说，下（xià）一步团队将着力研究超导（dǎo）材料的增韧改（gǎi）性，致力于实（shí）现超导块材的强韧化，进而实（shí）现易（yì）加工性，同时进一步提（tí）高3D打印（yìn）制备样品的临界电流（liú），为超轻YBCO超导块材的可控制备和未来应用打下坚实（shí）基础。