兰（lán）州大学土木工（gōng）程与力学学院周又和教授团队（duì）制（zhì）备出的超轻质YBCO超导块，不仅具有（yǒu）结（jié）构复杂、高超导性的（de）优（yōu）良特（tè）性，且（qiě）其临界电流（liú）密度还提（tí）高到了传统冷压烧结样品的3.15倍，其（qí）密度（dù）值也为（wéi）目前国（guó）际最低。

想象一下，如果握在手里的甜（tián）筒（tǒng）冰淇淋化了（le），而甜（tián）筒壳底部恰好破了个洞，任由冰淇淋往下滴，会（huì）滴出怎样（yàng）的图景？科技（jì）日报记者5月23日从兰州（zhōu）大学获悉，该（gāi）校土（tǔ）木工程（chéng）与（yǔ）力（lì）学学院周又和教授团队（duì）用这样的“冰淇淋”设计，解决了（le）一个可控超导材料制备的国际（jì）难题。相（xiàng）关成果近（jìn）日发表在国（guó）际著名期刊《先（xiān）进功能材料》上。

在这个“冰（bīng）淇淋”中，类（lèi）似（sì）甜筒外壳的装置叫作3D打（dǎ）印喷头，“甜筒”里装（zhuāng）的则是经过（guò）数次配比而成的YBCO（钇钡铜氧高温超导体）超导块材浆（jiāng）料。在团队设计的（de）程（chéng）序控制（zhì）下，浆（jiāng）料自如地从喷头中滴（dī）落，可按照既定“路线（xiàn）”打（dǎ）印出具有复杂形状的超导样（yàng）品（pǐn）。

一直以（yǐ）来，高（gāo）温超导YBCO块材（cái）因其高临界温（wēn）度、高临界电（diàn）流密度和高俘获磁场的优异性能，在无接（jiē）触磁（cí）悬浮、储（chǔ）能旋转机械（xiè）、准（zhǔn）永磁体等方面显示出良好的应用前景。但由于制备（bèi）YBCO块材的原材料——YBCO氧化物陶（táo）瓷自带本征（zhēng）脆（cuì）性，再加（jiā）上高温烧结制备过程中（zhōng）温度（dù）变（biàn）化引起的机械应力，传统冷压烧结制（zhì）备无（wú）法实现（xiàn）各种形状、各种结构的制备和塑形要求。

“超导（dǎo）材料的固有脆性极大地制约了（le）超（chāo）导应用的（de）力学性能，其（qí）超导性（xìng）与力学性能是（shì）一（yī）大矛（máo）盾，建议兰州大学针对增韧改性进行攻关。”2015年，在浙江大学召（zhào）开（kāi）固体力学国家基金委（wěi）创新研究群体交流会时，时（shí）任国家自然科学基金委主任（rèn）杨卫院士得知周又和团队长期关注此领域，就未来研究方向（xiàng）与周又和（hé）进行了（le）深（shēn）入探讨。

经过近5年的攻坚，周又（yòu）和团队成（chéng）功（gōng）探索出高精度直接书写（xiě）式（DIW）3D打印技术，采用低（dī）温冷铸微结构调（diào）控策略，进一步克（kè）服了YBCO块材（cái）烧结收缩（suō）开裂的（de）问题，将YBCO的收缩率由传统的（de）50%降低到基本不收缩（suō），为YBCO超（chāo）导块材的高精（jīng）度制备奠定了基础。

该团队制备出的超（chāo）轻质YBCO超导块（kuài）不仅具有结构复（fù）杂、高超导性的（de）优良特（tè）性，还将YBCO块材的临界电流密度提高（gāo）到了传统冷压烧结样品（pǐn）的3.15倍，其（qí）密（mì）度值也为（wéi）目前国际最低，约为传（chuán）统（tǒng）冷压烧结工艺制备样品（pǐn）的1/3。同时，材（cái）料的多孔结构特点也为后续缩短补氧耗时奠（diàn）定（dìng）了（le）基（jī）础，使其制备效率（lǜ）得到大幅度提升。

由该3D打印设备制备出的厘（lí）米尺度级的（de）超导块材（cái），比如具有特定结（jié）构（gòu）的（de）3D晶格结构可应用于（yú）高温（wēn）超导滤波器，为（wéi）5G通信和军事设备（bèi）提供更好的服务。而由（yóu）该3D打印设备制备出的超导（dǎo）飞轮（lún），实（shí）现（xiàn）了在液（yè）氮温度下航天陀（tuó）螺（luó）飞（fēi）轮（lún）悬浮及旋转，为工程应用奠定了基础。

周（zhōu）又和说，下一步团队将着力研究超导材料的增韧改（gǎi）性，致力（lì）于实现超导块材的强韧（rèn）化，进而（ér）实（shí）现（xiàn）易（yì）加工性，同时进一步提高3D打印制（zhì）备样品的（de）临界电流，为超（chāo）轻YBCO超导块（kuài）材（cái）的（de）可（kě）控制备和未（wèi）来应用打下坚实基础。