康奈尔大学材料科学与工程系Ulrich Wiesner教授团队在《自然·通讯》发表研究成果，开发出一种一步式3D打印技术，可制备具有多级结构的高性能超导体。该方法利用嵌段共聚物与无机纳米颗粒墨水在打印过程中自组装，通过热处理直接转化为多孔晶体超导体，突破了传统制备工艺的限制。

该技术实现了原子尺度晶格排列、介观尺度共聚物自组装导向和宏观尺度3D打印成型的协同控制。研究人员采用氮化铌材料打印的超导体表现出40至50特斯拉的上临界磁场，创下该类复合超导体的最高记录。这一特性对磁共振成像设备等强场超导磁体的应用具有重要意义。

Wiesner教授表示："这项工作表明，我们不仅能打印复杂形状，中观尺度的限制还可赋予材料前所未有的特性。"研究团队通过建立聚合物摩尔质量与超导性能的关联规律，为材料设计提供了新依据。该方法还可拓展至氮化钛等其他过渡金属化合物，为量子器件开发提供新路径。

此项研究由研究生Fei Yu和Paxton Thetford主导完成，团队成员包括Bruce van Dover教授、Sol Gruner教授及Julia Thom-Levy教授。Wiesner补充道："我们将持续探索通过软物质方法更高效制备具有新特性的超导体。"

更多信息： Fei Yu 等，《通过一步法 3D 打印制备多级有序多孔过渡金属化合物》，《自然通讯》(2025 年)。期刊信息： 《自然通讯》