水泥气凝胶仿生技术如何突破传统制备瓶颈？

第六届理事会成立以来，中国建筑材料联合会通过创新设立全国建材行业重大科技攻关“揭榜挂帅”、明确建筑材料科学技术奖励导向等方式，引导行业科技创新聚焦到建材“六零”工厂、无机非金属“超级材料”、AI+建材、重大绿色低碳技术等国家和行业迫切需求的原创性、突破性、引领性技术上来，并取得新成效。本刊将陆续展示2024年度建筑材料科学技术奖部分获奖项目，充分展示行业绿色化、智能化、高端化征途上广大建材科技工作者取得的创新成果。 项目名称：水泥气凝胶仿生序构原理与性能提升机制 完成单位：东南大学、江苏苏博特新材料股份有限公司、兰州理工大学 获奖类型：2024年度建筑材料科学技术奖基础研究奖一等奖 该项目属于无机非金属材料科学领域，涉及水泥气凝胶制备机理研究及水泥气凝胶的制备技术开发。 气凝胶是世界上密度最小、热导率最低的固体材料，广泛应用于航空航天、建筑节能等领域。传统硅基气凝胶制备面临工艺复杂、成本高等瓶颈，项目创新提出常温常压“冷冻-解冻-干燥”工艺制备仿生气凝胶新理念，通过定向冷冻造孔、水凝胶增黏控孔及水泥胶结固孔，突破现有制备工艺复杂、成本高昂、环境污染等瓶颈，实现水泥气凝胶绿色高效与大尺度宏量制备。 该项目的主要科学发现和创新： 1.创建了水泥气凝胶仿生序构理论，揭示了冰模板法构筑类墨鱼骨微结构仿生原理，丰富了气凝胶种类，拓展了水泥基材料微结构仿生设计与功能精准调控的知识边界。 2.发现了水泥凝胶态仿生控孔新机制，提出了胶束诱导光热响应水凝胶构筑策略，阐明了C-S-H位点成核在三维交联网络中的动态聚集和散射机制，开发了“透光-隔热”宽域可调的水凝胶智能窗体系。

3.构建了水泥基材料三维“透气不透水”仿荷叶超疏水新方法，探明了纳米颗粒的界面微结构修饰、孔结构均化和基体水化增强协同作用机制，推动混凝土防护技术由“表层涂覆”向“基体疏水”方向发展。

项目发表SCI论文130余篇，IF大于10的论文40余篇。10篇代表作发表在《先进科学》《先进功能材料》等高水平期刊，包含封面论文、高被引论文3篇，他引共940余次，单篇最高引用430余次；水泥气凝胶隔热防爆装备已获得联合国危险品包装（UN）、中国民航局等产品认证；

仿生超疏水成果获2021年日内瓦国际发明特别嘉许金奖；

水泥气凝胶成果登陆央视《朝闻天下》，被誉为“新型建材领域的里程碑式突破”。项目颠覆了水泥材料的常规性能和传统认知，实现了水泥基多孔材料力学与功能的变革性提升，推动了土木工程材料向高性能、长寿命、多功能方向快速发展。 流程编辑：李勇