兰州大学土（tǔ）木工（gōng）程与力学学院周又和教授团队（duì）制备（bèi）出的超（chāo）轻质YBCO超导（dǎo）块，不仅具有（yǒu）结构复（fù）杂、高超导（dǎo）性的优良特性，且其临界（jiè）电（diàn）流密度还提高到了传统冷压（yā）烧结样品（pǐn）的3.15倍（bèi），其密（mì）度（dù）值也为目（mù）前国际最低。

想象一下，如果握在手里的甜（tián）筒冰淇淋（lín）化了，而（ér）甜筒（tǒng）壳底部恰好（hǎo）破了个洞，任由冰淇淋往下滴，会滴出怎（zěn）样的图景？科技日（rì）报记者5月23日（rì）从兰州（zhōu）大学获悉，该（gāi）校土木工程与力学学院周又和教授（shòu）团队用这样的“冰淇（qí）淋”设计，解（jiě）决了一个可控超导材料制备的（de）国际难（nán）题。相关成果近日发（fā）表在国（guó）际著名期刊《先进功能材料》上（shàng）。

在这个（gè）“冰淇淋”中，类似甜筒外壳的（de）装置叫作3D打印（yìn）喷头（tóu），“甜筒”里装的则是经过数次配比而成的YBCO（钇钡铜氧高温超导（dǎo）体）超导块材浆料。在团队设计的程（chéng）序控制下，浆料自如（rú）地从（cóng）喷头中滴（dī）落，可按照既定“路线”打印出具有（yǒu）复（fù）杂形状的超导（dǎo）样品。

一（yī）直（zhí）以（yǐ）来（lái），高温超导YBCO块材因其（qí）高临界温度、高临界电（diàn）流（liú）密度（dù）和高俘获磁场（chǎng）的优异性能，在无接触磁悬浮、储能旋转（zhuǎn）机（jī）械（xiè）、准永磁体等方面（miàn）显（xiǎn）示出良好的应用前景。但由于制备YBCO块（kuài）材的原材料——YBCO氧化物陶瓷自带本征脆（cuì）性，再加上高温（wēn）烧结制备过程中温度（dù）变（biàn）化引起的机（jī）械应（yīng）力，传（chuán）统冷压烧结制备无法实现各种形状、各种结构的制备和塑（sù）形要求（qiú）。

“超（chāo）导材料（liào）的固有脆性极（jí）大（dà）地（dì）制约了超导应用（yòng）的力学（xué）性能（néng），其（qí）超导（dǎo）性（xìng）与（yǔ）力学性能是一大矛盾，建议兰州大学针（zhēn）对增（zēng）韧改性进行攻关。”2015年，在浙江大学召开固体（tǐ）力学国家基（jī）金委（wěi）创新研究群体交流会时（shí），时任国家自然科学（xué）基（jī）金（jīn）委主任杨卫（wèi）院士得知周又和团队长期关注此领域，就未来研究方向与（yǔ）周又和进行（háng）了（le）深入探（tàn）讨。

经过近5年（nián）的（de）攻坚（jiān），周又（yòu）和团队成功探索出高（gāo）精（jīng）度直接书写（xiě）式（DIW）3D打印技术，采用低温冷铸微结构调控策略，进（jìn）一步克服了YBCO块材烧结收缩开（kāi）裂的问题，将（jiāng）YBCO的收缩率由（yóu）传统的50%降（jiàng）低到基本不收缩，为YBCO超导块材（cái）的高精度（dù）制（zhì）备奠定了基础。

该团队制备出的超（chāo）轻质YBCO超导块不仅（jǐn）具有结构复杂、高超导性的优良特性（xìng），还将YBCO块材的临界电流（liú）密度提高到了传统（tǒng）冷压烧（shāo）结样（yàng）品的3.15倍（bèi），其密度值也为目前国际最低，约为传统冷压（yā）烧结工艺制备样品的1/3。同时（shí），材料（liào）的多孔结构（gòu）特点也为后续（xù）缩短（duǎn）补氧耗时奠定了基（jī）础，使其制备效（xiào）率（lǜ）得到大（dà）幅度提升（shēng）。

由该3D打印（yìn）设备制备出的厘米尺度级的超导块材，比（bǐ）如具有特定结构的3D晶格结构可（kě）应用（yòng）于高温超导滤波器，为5G通信和（hé）军事设备提（tí）供更好的服务。而由该3D打印设备制备出的超导飞轮，实现了在液氮温度下航（háng）天陀螺（luó）飞轮悬浮及旋（xuán）转，为工程应用奠定了基础。

周又和说，下一（yī）步团队（duì）将（jiāng）着力研究超导材料的增韧改性，致力于实现超导块（kuài）材的强韧（rèn）化，进而实现易加工性，同时进一步提高3D打印（yìn）制（zhì）备（bèi）样品的临界电流，为超（chāo）轻YBCO超导块材的可控制（zhì）备（bèi）和未来应（yīng）用打下（xià）坚实基础。