围绕可控核聚变等前沿重大工程对强磁场的迫切需求，超导材料的性能与供给能力正成为影响关键装备能力提升的关键因素；中国科学院物理研究所1月26日发布《2025年度REBCO高温超导带材战略研究报告》，梳理了REBCO高温超导带材领域面临的十大关键科学技术问题，旨以问题牵引和路线图思维，推动高温超导材料从“可制备”迈向“可规模化、高可靠应用”。 问题层面，报告聚焦高场应用中的核心瓶颈。以稀土钡铜氧（REBCO）为代表的高温超导材料，可在较高温区保持超导特性，理论上有助于降低制冷系统复杂度，并在高场磁体、磁共振成像、超导电缆等领域拓展应用空间。但在工程实践中，REBCO带材多为合金基带、缓冲层、超导层和保护层等组成的多层复合结构，任一层出现缺陷，都可能在强磁场、热循环与机械载荷的耦合作用下被放大，引发临界电流下降、稳定性变差甚至失效。报告提出的关键问题，主要指向强度与疲劳、热电协同、层间匹配以及工艺一致性等材料与工程交叉难题。 原因层面，挑战既来自材料本征特性，也来自复杂制造过程对稳定性的高要求。一上，高场环境对带材提出“高载流与高承载”并重的要求：既要提升载流能力，又要更强电磁力与振动条件下保持结构完整，基带屈服强度、疲劳寿命与层间应力管理成为关键约束。另一上，缓冲层及各功能层电学、热学和微结构上存制约，多目标性能难以同时最优；同时，长长度连续制备对沉积均匀性、织构控制、缺陷密度与界面洁净度提出更高门槛，过程波动容易带来批次差异，影响工程应用对可靠性的要求。叠加产业链从原材料、装备到检测评价环节仍需更打通，实验室优势向工程优势转化面临时间与成本压力。 影响层面，REBCO带材性能与制造能力的提升，将直接关系重大装置建设与对应的民生应用进展。对可控核聚变装置而言，更强、更稳的磁场是约束等离子体、实现更长时间稳定运行的重要条件；若高温超导带材在高场性能、机械可靠性与工程可制造性上取得突破，将为强磁场系统设计提供更大余量，带动关键部件与系统集成能力提升。在医疗影像、能源输配电等领域，超导技术有望在提升设备性能、降低能耗和提高运行稳定性上发挥作用，但前提是材料综合指标与成本满足规模化推广要求。换言之，带材的强度、稳定性与一致性问题解决得越扎实，产业化落地的速度与覆盖面就越可预期。 对策层面，报告以“逐层剖析”的方式提出关键问题，体现从结构到机理、从材料到工艺、从单点突破到系统优化的研究思路。一是面向高场需求加强基带材料体系研究，围绕屈服强度、疲劳耐受性以及热处理与织构控制等开展协同设计，提升带材复杂载荷下的可靠性。二是根据缓冲层等关键界面，聚焦电学与热学短板，探索新材料与新结构组合，改善层间匹配并降低缺陷敏感性。三是提升工艺与装备的稳定性和可重复性，通过在线监测、过程控制与标准化评价体系建设，提高长长度连续制备的一致性，降低批次波动。四是加强应用牵引的联合攻关，推动研发端与应用端在指标体系、测试方法、寿命模型与失效机理研究上形成闭环，以工程需求推动材料体系与工艺路线迭代。 前景判断上，随着国家对战略性前沿技术和重大工程的持续布局，高温超导带材需求将更加清晰，技术迭代也将进一步加快。REBCO带材已具备商业化制备基础，但要支撑更高场强、更高可靠性和更低成本的应用目标，仍需材料机理、结构设计、工艺装备、质量评价与产业协同各上形成系统突破。此次报告将“关键问题”前置，有助于凝聚共识、明确优先级，推动科研资源与产业力量聚焦制约规模化应用的核心瓶颈，实现从单项指标提升向整体工程能力提升的转变。
高温超导材料代表材料科学的重要前沿，也是支撑能源变革与关键技术能力提升的基础之一。中国科学院提出的十大关键科学技术问题，既回应了当前的主要瓶颈，也为后续攻关明确了方向。随着这些问题逐步取得突破，我国超导技术有望在国际竞争中实现新的进展，并在能源挑战应对与科学前沿探索中发挥更大作用。