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骨仿生自修复水泥基材料设计与制备技术基础研究
结题报告
批准号:
51972248
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
陈伟
依托单位:
学科分类:
无机非金属基础材料
结题年份:
2023
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈伟
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中文摘要
本项目属于“共性导向、交叉融通”特色研究,旨在面向水泥基结构材料延寿需求,交叉生物医学工程前沿进展,研究发展一种全新的模拟动物骨骼损伤修复过程的水泥基自修复材料。以“是否可以利用水泥中的钙质结合磷酸盐修复组分原位生长羟基磷灰石实现水泥基材料的自修复”为科学问题,提出微血管网络缓释生长组分原位调控形成羟基磷灰石、利用其胶结能力及时填充封闭混凝土裂缝、实现水泥基材料的自发同寿命高效自修复的新思路。运用X射线CT等先进技术手段,开展微血管网络超分子封装磷酸盐技术、羟基磷灰石原位生成技术、骨仿生水泥混凝土材料自修复技术研究,揭示材料反应机理,提出羟基磷灰石分子结构调控方法,论证材料自修复效率和长期性能,建立全新的智能超分子驱动骨仿生自修复水泥基材料理论体系。项目依托硅酸盐建筑材料国家重点实验室、材料复合新技术国家重点实验室实施,具有较好人员基础、实验条件基础和前期研究基础。
英文摘要
This proposal is based on the concept of “Common orientation, interdisciplinary driving”, taking use of recent advances in biomedical engineering and aiming at the demand of service life extension of cementitious materials. The main objective of the project is to develop a bone-mimic self-healing cementitious materials with the scientific hypothesis “developing a self-healing cementitious materials based on in-situ hydroxyapatite formation with calcium element from cement hydration and phosphates from healing agent”. Formation of hydroxyapatite is the main driving mechanism for the self-healing process with controlled release of functional elements from the supramolecular microvascular network, providing binding capabilities and sealing the cracking, via which a novel spontaneous self-healing technique with high efficiency and comparable service life is developed. The main research activities take use of advanced analytical techniques (e.g. X-Ray CT) and involve packaging phosphates in supramolecular microvascular network material, in-site forming hydroxyapatite, and developing the techniques of bone-mimic self-healing cementitious materials. The major knowledge contributions include the reaction mechanisms of materials, methods for tuning the structure of hydroxyapatite, long-term performance of the self-healing materials, and the novel theoretical systems of bone-mimic self-healing cementitious materials. The research will be accomplished in two state key laboratories in the field of materials science with solid personal and facility foundations.
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.3390/polym14102081
发表时间:2022-05-20
期刊:POLYMERS
影响因子:5
作者:Cao, Meng;Wu, Lili;Zhang, Guixia;Yang, Ying;Chen, Wei;Li, Qiu;Tang, Pei;Chen, Wanyu
通讯作者:Chen, Wanyu
DOI:10.1016/j.cemconres.2021.106427
发表时间:2021-03-16
期刊:CEMENT AND CONCRETE RESEARCH
影响因子:11.4
作者:Liu, Xiang;Li, Qiu;Chen, Wei
通讯作者:Chen, Wei
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2021.122439
发表时间:2021-02-04
期刊:CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
影响因子:7.4
作者:Zhang,Heng;Qi,Chenjie;Chen,Wanyu
通讯作者:Chen,Wanyu
DOI:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2020.04.007
发表时间:2020
期刊:硅酸盐通报
影响因子:--
作者:陈伟;刘翔;李秋
通讯作者:李秋
DOI:10.1007/s12205-020-0090-6
发表时间:2020-08
期刊:KSCE Journal of Civil Engineering
影响因子:2.2
作者:B. Zhu;Qiu Li;Wei Chen;W. Zou;Wanyu Chen
通讯作者:B. Zhu;Qiu Li;Wei Chen;W. Zou;Wanyu Chen
新型负碳胶凝材料设计与制备原理
  • 批准号:
    U22A20122
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    255.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    陈伟
  • 依托单位:
Keggin-Al13改性C-A-S-H凝胶微观机理及其提升硅铝质玻璃体胶凝性能的基础研究
  • 批准号:
    51672199
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    陈伟
  • 依托单位:
混凝土流变性能时间效应的微观机理及预测技术研究
  • 批准号:
    50802067
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    陈伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金