康乃爾大學的研究團隊開發出一種創新的單步驟3D列印技術，成功製造出性能創紀錄的超導體，為磁共振造影（MRI）及下一代量子電腦等領域的發展注入新動能。這項突破性技術結合了聚合物化學與積層製造，並已於2025年8月19日發表於《自然通訊》（Nature Communications）。
該研究由康乃爾大學材料科學與工程學系的Ulrich Wiesner教授領導，其團隊在過去近十年來致力於探索軟性材料如何引導超導體的形成。早在2016年，他們便首次展示了利用嵌段共聚物（block copolymers）自組裝成有利於超導體形成的結構。到了2021年，他們已證實這些軟性材料方法在超導性能上已能與傳統技術媲美。此次的新製程更是一大飛躍，採用了「一鍋法」系統，大幅簡化了傳統3D列印多孔材料的複雜步驟。
此項新技術透過在原子、介觀結構及巨觀結構三個不同層級組織超導材料。製程始於由共聚物和奈米粒子組成的特殊墨水，在列印過程中會自行組裝，隨後的熱處理則將材料轉化為具有前所未有特性的多孔結晶超導體。研究團隊利用此創新技術製造的氮化鈮（niobium nitride）達到了介於40至50特斯拉的臨界磁場，這不僅是該材料的絕對紀錄，對於其在極高磁場環境下的功能性至關重要，尤其是在先進醫療設備的應用上。
Wiesner教授指出，聚合物的莫耳質量與最終超導性能之間存在直接關聯，這是先前未被確立的連結。此項研究的成功，歸功於一個由化學家、物理學家和材料科學家組成的跨領域團隊，突顯了跨學科合作在推動研究前沿的關鍵作用。研究團隊目前正積極測試其他化合物，如氮化鈦（titanium nitride），目標是實現傳統方法難以達成的三維結構。這種新方法有望為下一代超導體開闢道路，使其具備可客製化的特性，且製造過程比以往更加簡便且具備規模化潛力。