兰州大学土木工程与力学（xué）学院周又和教授团队制备出的（de）超轻质YBCO超导（dǎo）块，不仅具（jù）有结构复杂、高超导性（xìng）的优（yōu）良特性，且其临界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（zhí）也（yě）为目前国（guó）际最低。

想象一（yī）下（xià），如果（guǒ）握在手里的甜筒冰（bīng）淇淋化了（le），而甜筒壳底（dǐ）部恰好破了个洞，任由冰淇淋往下滴，会滴出怎（zěn）样的图景？科技日报（bào）记者5月23日从（cóng）兰（lán）州大学获（huò）悉，该校土木工程与（yǔ）力学（xué）学（xué）院周又和教授（shòu）团队用这样的“冰淇淋”设计，解决了一个可（kě）控超导（dǎo）材料制备的（de）国际难题（tí）。相关成果近日发表在国际著名期刊《先进（jìn）功能（néng）材（cái）料》上。

在这个“冰淇淋”中，类似甜筒外壳的装（zhuāng）置叫作3D打印喷头，“甜筒”里装的则是经过数次配（pèi）比而（ér）成的（de）YBCO（钇钡铜氧高（gāo）温（wēn）超导体）超导块材浆料（liào）。在团队设（shè）计的程序控制（zhì）下，浆料自如（rú）地从喷头中滴（dī）落，可（kě）按照既定（dìng）“路线”打（dǎ）印（yìn）出具有复杂形状的超导（dǎo）样品。

一直以来，高温（wēn）超导（dǎo）YBCO块材因（yīn）其高临界温度、高临界电流密度和高俘获磁场的优异性能（néng），在无（wú）接触磁悬浮、储能旋转（zhuǎn）机械、准永磁体等方面显示出良（liáng）好（hǎo）的应（yīng）用前景。但由于制备YBCO块材的原材料——YBCO氧（yǎng）化（huà）物陶瓷（cí）自带本征脆性，再加上高温烧结制（zhì）备过（guò）程中温度变化引起的机械应力，传（chuán）统冷压烧（shāo）结制备无法（fǎ）实现各种形状、各种结构（gòu）的制备（bèi）和塑形要求。

“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（xìng）能，其超（chāo）导性与力学性能是一大矛盾，建议兰州大学针对增韧（rèn）改性进行（háng）攻（gōng）关（guān）。”2015年，在浙江大学（xué）召开固体力学国家（jiā）基金委创（chuàng）新（xīn）研究群（qún）体交流会时（shí），时任国家自然科学基金委（wěi）主任（rèn）杨卫院士得知周又和团队长期（qī）关注此领域，就未来研究方向与周又和进行了深入探讨。

经过近5年的攻坚，周又和团队成（chéng）功探索出高精度直接（jiē）书（shū）写式（shì）（DIW）3D打印（yìn）技（jì）术，采用（yòng）低温（wēn）冷（lěng）铸微结构调控（kòng）策（cè）略，进一步克服了YBCO块材烧结收缩开裂的问题，将YBCO的收缩率由传统的（de）50%降低到基（jī）本不收缩，为YBCO超导块材的高精度制备奠定（dìng）了基础。

该团队制备出的超轻质YBCO超导（dǎo）块（kuài）不（bú）仅具有结构复杂、高（gāo）超导性的优良特性，还将YBCO块（kuài）材的临界电（diàn）流密度提高到了传统冷压烧结样品的（de）3.15倍，其（qí）密度值也为（wéi）目前（qián）国际最低，约（yuē）为传统冷压（yā）烧结工艺制（zhì）备样品的1/3。同时，材料的多孔结构特点也（yě）为后（hòu）续（xù）缩短补氧（yǎng）耗（hào）时奠定了基础，使其制备（bèi）效率得到大幅（fú）度提升。

由该3D打印设备制备出的厘米尺度级的超导块材，比如（rú）具有特定结构的3D晶格结构可（kě）应用（yòng）于高温超导滤（lǜ）波器，为（wéi）5G通信和军事设备（bèi）提供更好的服务。而由该3D打印（yìn）设备制备（bèi）出的（de）超导飞轮，实现（xiàn）了在液氮温度下航（háng）天陀（tuó）螺飞轮悬浮及旋转（zhuǎn），为工程应（yīng）用奠定（dìng）了基础。

周（zhōu）又和说，下一步团队（duì）将着力（lì）研究超导材（cái）料的增韧改（gǎi）性，致（zhì）力于实现超（chāo）导块（kuài）材（cái）的强韧化，进（jìn）而实现易加工（gōng）性（xìng），同时进一步（bù）提高3D打印（yìn）制（zhì）备样（yàng）品的临（lín）界（jiè）电流，为超轻YBCO超导块材的（de）可控制备和未（wèi）来应用打下坚实基础。