【2025資助項目】固碳-自愈-超韌-高強的建筑“仿生皮膚”研究

“房地產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展”2025年

研究資助計劃項目

固碳-自愈-超韌-高強的建筑“

仿生皮膚”研究

項目負責人介紹

馮鵬，清華大學長聘教授、博士生導師，土木工程系主任，教育部長江學者特聘教授，國際土木工程復合材料學會理事，Engineering Structures專題主編，中國復合材料工業(yè)協(xié)會監(jiān)事長，中國復合材料學會理事。發(fā)表期刊論文210余篇，連續(xù)入選全球前2%頂尖科學家；先后主持國家重點研發(fā)計劃項目課題、國家自然科學基金聯(lián)合基金(重點類)等國家級項目10余項；獲發(fā)明專利授權21項；主編相關標準10部、參編22部，包括主編完成復合材料技術領域首部由我國提案并主導制訂的ISO國際標準；主持完成國內首座復材拉擠型材桁架橋、無磁復材混凝士組合結構等示范項目10余項。成果曾獲國家科技進步獎一等獎、二等獎以及6項省部級獎勵；個人曾獲科學探索獎、茅以升青年科技獎等獎勵。

擬研究內容介紹

我國建筑業(yè)面臨碳減排與城市更新的雙重壓力：2020年我國水泥行業(yè)碳排放量達12.3億噸，2021年建筑全生命周期碳排放占比達36.3%，這與63.89%的城市化率和800億平方米的既有建筑改造需求形成顯著矛盾。因此，我國亟需研發(fā)既低碳、又高性能的建筑材料與應用技術。然而，現(xiàn)有混凝土材料存在開裂和碳化兩大“頑疾”，使其難以同時實現(xiàn)低碳和高性能。

基于材料和構造優(yōu)化，申請人提出了一種固碳自愈的多尺度纖維增強水泥基復合材料，本項目將其應用于建筑表層增強，形成兼具高固碳、自愈合、強韌性、高強度、耐侵蝕的復合功能層。由于其功能特性模擬了生物皮膚的防護機制，故命名為建筑“仿生皮膚”。本項目從活性氧化鎂水泥的固碳性能、建筑皮膚的受力性能、建筑增強體系的綜合性能開展研究：量化氧化鎂水泥基體的固碳性能，揭示多尺度纖維協(xié)同增強的力學機理，建立建筑皮膚綜合性能的評估方法，最終推動建筑皮膚在實際加固項目的應用。

“房地產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展”

研究資助計劃

本項計劃由清華大學恒隆房地產(chǎn)研究中心于2023年啟動，該計劃面向清華大學全體教師和研究人員征集，鼓勵和支持我校圍繞房地產(chǎn)行業(yè)的多元場景，開展創(chuàng)新性、跨學科交叉研究等。2023年和2024年，中心共資助了17位老師的研究，相關成果摘要可通過公眾號查閱。經(jīng)過專家評議，2025年度研究計劃共篩選出9項資助課題。

編輯 | 劉昊萱

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