【2025資助項(xiàng)目】固碳-自愈-超韌-高強(qiáng)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(jì)劃項(xiàng)目

固碳-自愈-超韌-高強(qiáng)的建筑“

仿生皮膚”研究

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹

馮鵬，清華大學(xué)長(zhǎng)聘教授、博士生導(dǎo)師，土木工程系主任，教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授，國(guó)際土木工程復(fù)合材料學(xué)會(huì)理事，Engineering Structures專(zhuān)題主編，中國(guó)復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會(huì)監(jiān)事長(zhǎng)，中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)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(xué)家；先后主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目課題、國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金(重點(diǎn)類(lèi))等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目10余項(xiàng)；獲發(fā)明專(zhuān)利授權(quán)21項(xiàng)；主編相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)10部、參編22部，包括主編完成復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域首部由我國(guó)提案并主導(dǎo)制訂的ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；主持完成國(guó)內(nèi)首座復(fù)材拉擠型材桁架橋、無(wú)磁復(fù)材混凝士組合結(jié)構(gòu)等示范項(xiàng)目10余項(xiàng)。成果曾獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)以及6項(xiàng)省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)；個(gè)人曾獲科學(xué)探索獎(jiǎng)、茅以升青年科技獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)。

擬研究?jī)?nèi)容介紹

我國(guó)建筑業(yè)面臨碳減排與城市更新的雙重壓力：2020年我國(guó)水泥行業(yè)碳排放量達(dá)12.3億噸，2021年建筑全生命周期碳排放占比達(dá)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(guó)亟需研發(fā)既低碳、又高性能的建筑材料與應(yīng)用技術(shù)。然而，現(xiàn)有混凝土材料存在開(kāi)裂和碳化兩大“頑疾”，使其難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)低碳和高性能。

基于材料和構(gòu)造優(yōu)化，申請(qǐng)人提出了一種固碳自愈的多尺度纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，本項(xiàng)目將其應(yīng)用于建筑表層增強(qiáng)，形成兼具高固碳、自愈合、強(qiáng)韌性、高強(qiáng)度、耐侵蝕的復(fù)合功能層。由于其功能特性模擬了生物皮膚的防護(hù)機(jī)制，故命名為建筑“仿生皮膚”。本項(xiàng)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(qiáng)體系的綜合性能開(kāi)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(qiáng)的力學(xué)機(jī)理，建立建筑皮膚綜合性能的評(píng)估方法，最終推動(dòng)建筑皮膚在實(shí)際加固項(xiàng)目的應(yīng)用。

“房地產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展”

研究資助計(jì)劃

本項(xiàng)計(jì)劃由清華大學(xué)恒隆房地產(chǎn)研究中心于2023年啟動(dòng)，該計(jì)劃面向清華大學(xué)全體教師和研究人員征集，鼓勵(lì)和支持我校圍繞房地產(chǎn)行業(yè)的多元場(chǎng)景，開(kāi)展創(chuàng)新性、跨學(xué)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(guān)成果摘要可通過(guò)公眾號(hào)查閱。經(jīng)過(guò)專(zhuān)家評(píng)議，2025年度研究計(jì)劃共篩選出9項(xiàng)資助課題。

編輯 | 劉昊萱

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