نشر فريق البروفيسور أولريش ويزنر من قسم علوم وهندسة المواد في جامعة كورنيل نتائج بحث في مجلة Nature Communications، حيث طوروا تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد بخطوة واحدة لإنتاج موصلات فائقة ذات هياكل هرمية متعددة المستويات. تعتمد الطريقة على التنظيم الذاتي لحبر يحتوي على بوليمرات مشتركة وجزيئات نانوية غير عضوية أثناء الطباعة، ثم تحولها مباشرة عبر المعالجة الحرارية إلى موصلات فائقة مسامية بلورية، متجاوزةً قيود العمليات التقليدية.
حققت التقنية التحكم المتزامن في ترتيب الشبكة البلورية على المستوى الذري، والتنظيم الذاتي للبوليمرات المشتركة على المستوى المتوسط، وتشكيل الهيكل ثلاثي الأبعاد على المستوى الكبير. أظهر الموصل الفائق المطبوع باستخدام مادة نيتريد النيوبيوم حقلًا مغناطيسيًا علويًا حرجًا يتراوح بين 40 و50 تسلا، مسجلاً أعلى رقم لهذه الفئة من الموصلات الفائقة المركبة. هذه الخاصية ذات أهمية كبيرة لتطبيقات المغناطيسات الفائقة عالية المجال مثل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي.
قال البروفيسور ويزنر: "يظهر هذا العمل أننا لا نستطيع طباعة أشكال معقدة فحسب، بل إن القيود على المستوى المتوسط يمكن أن تمنح المواد خصائص غير مسبوقة." أسس الفريق البحثي علاقة بين الكتلة المولية للبوليمر وأداء الموصلية الفائقة، مما يوفر أساسًا جديدًا لتصميم المواد. كما يمكن توسيع الطريقة لتشمل مركبات معدنية انتقالية أخرى مثل نيتريد التيتانيوم، مما يفتح مسارات جديدة لتطوير الأجهزة الكمومية.
