兰州大学土木工程与力学（xué）学院周又和教授（shòu）团（tuán）队制备（bèi）出的超轻质YBCO超导块，不仅具有结构（gòu）复杂、高超导性的（de）优（yōu）良特性，且（qiě）其临界（jiè）电流密度还提高到了传统冷压烧结样品的3.15倍，其密度值也为目前（qián）国际最（zuì）低。

想（xiǎng）象一下，如果（guǒ）握在手里的（de）甜筒冰淇淋化了，而甜筒（tǒng）壳底部恰好破了个洞（dòng），任由冰（bīng）淇淋往下（xià）滴（dī），会滴（dī）出怎样的图景？科技日（rì）报记者5月（yuè）23日从（cóng）兰州大学获悉（xī），该校土（tǔ）木工程与（yǔ）力学学院周又和教授团队（duì）用（yòng）这样的（de）“冰淇淋”设计，解决了（le）一个可（kě）控超导材料（liào）制（zhì）备的（de）国（guó）际难（nán）题。相关成果（guǒ）近日发表在国际著名期刊（kān）《先进功能材料》上。

在这个“冰淇淋（lín）”中，类（lèi）似甜筒外壳的装置叫作3D打印喷头（tóu），“甜筒”里装的则是经（jīng）过数（shù）次配比而成（chéng）的YBCO（钇钡铜氧高温超导（dǎo）体（tǐ））超导块材浆料。在团队设计的程（chéng）序控制下，浆料自如地从喷头中滴落，可按照既定“路线”打印出具有（yǒu）复杂形状的超导（dǎo）样品。

一直以来，高温超导YBCO块材因其（qí）高临界（jiè）温度、高（gāo）临（lín）界电流密（mì）度和高俘获（huò）磁场的优异性能，在无接触磁悬浮（fú）、储能旋转机械、准永磁体（tǐ）等方面显示（shì）出良（liáng）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（zhēng）脆性，再加（jiā）上高温烧（shāo）结制备过程中温度变化引起（qǐ）的（de）机械（xiè）应力，传统（tǒng）冷压烧结制备无（wú）法实现各种形（xíng）状、各种（zhǒng）结构的制（zhì）备（bèi）和塑形（xíng）要求。

“超导材料的固有脆性极大地（dì）制约（yuē）了超（chāo）导应（yīng）用的力学（xué）性能，其超导性与力学性（xìng）能是一大矛盾，建（jiàn）议兰州大（dà）学针对增（zēng）韧改性进行攻关。”2015年，在（zài）浙江大学召开固（gù）体力学国家基金（jīn）委创新研究群体交流会时（shí），时任国家自（zì）然科（kē）学基金委主任杨卫（wèi）院士得（dé）知周又（yòu）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（rù）探讨。

经过近5年的攻坚，周又和团队成功探索出高精度直接书写式（DIW）3D打（dǎ）印技术，采（cǎi）用低温冷铸（zhù）微结构调（diào）控策略，进（jìn）一步克服了YBCO块材烧结收缩（suō）开（kāi）裂（liè）的问（wèn）题，将YBCO的收缩（suō）率由传统（tǒng）的50%降低到基本不收缩，为YBCO超（chāo）导块材的高（gāo）精度制备奠定了基础。

该团（tuán）队制备出的超轻质YBCO超导（dǎo）块不仅具有结构复杂、高超（chāo）导性的（de）优良特性（xìng），还将YBCO块材的临（lín）界（jiè）电流密（mì）度提高到了传统冷压烧结样（yàng）品的3.15倍，其（qí）密度值（zhí）也为目前国（guó）际最低（dī），约为（wéi）传统冷压（yā）烧结工艺制备样品（pǐn）的1/3。同时，材（cái）料的多（duō）孔结构特点也（yě）为（wéi）后续缩短补氧耗（hào）时奠（diàn）定了基础（chǔ），使其制备（bèi）效率（lǜ）得到大幅度提（tí）升。

由该3D打印设（shè）备制备出的厘米（mǐ）尺度级（jí）的超导（dǎo）块材，比如具有特定结构的（de）3D晶（jīng）格结构可应用（yòng）于高温超导滤波器，为5G通（tōng）信和军事设（shè）备提（tí）供更好的服（fú）务。而由该3D打印设备制备出的超（chāo）导飞轮，实现了在液氮温（wēn）度（dù）下航（háng）天陀螺飞轮悬浮及旋转，为工程（chéng）应用奠定了基础。

周又和说，下一步团（tuán）队将着力研究超导材（cái）料的增韧改性，致力于实现超导块（kuài）材的强韧化，进而（ér）实现（xiàn）易加工性，同（tóng）时进（jìn）一步提高（gāo）3D打印制备（bèi）样（yàng）品的（de）临界电流，为超轻（qīng）YBCO超（chāo）导块（kuài）材的可控制备和未来应（yīng）用打下坚实基础。