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2025年第1卷第1期土木工程与绿色建筑

水泥基仿生超材料研究进展与展望

缪昌文12,余伟1.2,吴彰钰12,张浩2

（东南大学材料科学与工程学院，江苏南京211189；

2重大基础设施工程材料全国重点实验室，江苏南京210008)

【作者介绍】缪昌文,男（1957－），中国工程院院士，教授、博士生导师,建筑材料专

家，东南大学学术委员会主任，先进土木工程材料国际联合实验室主席，国际绿色

建筑联盟主席。长期从事土木工程材料理论研究与工程技术应用研究,在混凝土抗

裂关键技术的研究、重大基础设施工程服役寿命及耐久性能提升技术的研究、多功

能土木工程材料的研发等方面取得了多项成果，并成功通过了重大工程项目建设

的检验，为我国工程建设事业作出了重大贡献。先后获国家科技进步奖二等奖3

项,国家发明二等奖1项，省部级科技进步奖一等奖6项，国家发明专利82项，出

版专著4部，发表论文200余篇，在国际上享有较高的声誉，被国际材料和结构研

究试验联合会授予终身成就奖，经国际小行星中心命名委员会批准编号为578168

号小行星以“缪昌文”命名。

[摘要]］水泥基仿生超材料是指受生物的某种结构特点或功能特性启发,通过微结构有序化构筑,突破水泥

基材料既有性能和功能局限，实现力学性能数量级提升，并赋予其超疏水、高强韧、超绝热等新功能，以满足能

源工程、国防工程、极端环境和前沿领域等极端场景需求的超高性能或特殊功能的水泥基复合材料。近年来，基

于仿生超材料“解构-重构-超构”设计原理的水泥基仿生超材料受到广泛关注，文章结合作者课题组的相关工

作，围绕仿生超疏水混凝土、仿生高强韧水泥基材料和水泥气凝胶3种代表性水泥基仿生超材料的研究现状进

行简要综述,并对其未来发展方向进行展望，以期为先进水泥基材料的设计和制备提供新思路。

[关键词]水泥；混凝土；仿生；超疏水；强韧协同；气凝胶

[中图分类号]TU528[文献标志码]】A[文章编号]2097-6488(2025)01-0001-08

ResearchProgressandProspectonCement-basedBiomimeticMetamaterials

MIAOChangwenl.2SHEWeil.2

WUZhangyul.2ZHANGHao?

(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering,SoutheastUniversity,NanjingJiangsu211189China;

2.StateKeyLaboratoryofEngineeringMaterialsforMajorInfrastructure,NanjingJiangsu210008China)

Abstract:Cement-basedbiomimeticmetamaterialsarecement-basedcompositematerialsinspiredbythe

structuralorfunctionalcharacteristicsofbiologicalsystems.Thesematerials,byemployingordered

microstructuralconstruction,surpasstheinherentperformanceandfunctionallimitationsofconventional

cement-basedmaterials.Thisapproachenhancesmechanicalpropertiesbyanorderof