能源危機(jī)已成為決策者最關(guān)注的問題。當(dāng)前，商用的單一功能建筑外殼不能滿足新一代建筑的能源效率要求。因此，設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)支撐、隔熱和更多功能的節(jié)能建筑引起了廣泛關(guān)注。

東南大學(xué)佘偉和普渡大學(xué)李恬課題組，通過(guò)可擴(kuò)展的自組裝鈣鋁硅酸鹽水化物納米顆粒（C-A-S-H）研制了一種堅(jiān)固、耐用和隔熱的氣凝膠。這種仿生結(jié)構(gòu)優(yōu)化解決了在實(shí)現(xiàn)高機(jī)械強(qiáng)度和高孔隙率以獲得良好隔熱效果方面長(zhǎng)期存在的難題。水泥氣凝膠的高機(jī)械性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他建筑材料：水泥氣凝膠的韌性為14.68 MJ/m3，普通木材的韌性為3.7 MJ/m3；水泥氣凝膠的強(qiáng)度為315.65 MPa，陶瓷氣凝膠的韌性為25 kPa。由于硬化過(guò)程，該氣凝膠機(jī)械強(qiáng)度在接下來(lái)的72天內(nèi)增加了23％，具有極好的耐久性。

開發(fā)的仿生氣凝膠具有高達(dá)90.43%的孔隙率，多尺度孔隙范圍從20納米到50微米不等。因此，導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.025 W/(m·K)。無(wú)機(jī)的C-A-S-H還為燃燒表面提供了有效的保護(hù)層，產(chǎn)生了高的耐火性（極限氧指數(shù)高達(dá)46.26%，UL94-V0）。C-A-S-H具有高豐度，并且已經(jīng)被廣泛用于水泥中。

由于研究的過(guò)程避免了水泥原材料的煅燒，該研究組開發(fā)的水泥氣凝膠的質(zhì)量密度僅為0.015 g/cm3，與普通水泥相比，所含碳減少了50%以上。輕質(zhì)水泥氣凝膠具有高強(qiáng)度、良好的保溫性，有望取代傳統(tǒng)水泥，成為新一代建筑材料。