指导老师在绿色低碳新型功能材料研发，特别是水泥基材料微结构表征、多孔材料物质传输方面有多年的研究经验，并积累了一系列研究成果，发表了19权威期刊论文。拟开展的PRP项目将依托校企合作研发项目（2025/03-2027/05）——水工自愈水泥基材料的研发与应用。可为本项目开展提供充足的经费支持与技术支撑。

指导教师在低碳功能材料研发领域（尤其是水泥基材料多相微结构解析与多孔介质传输动力学方向）具有扎实的学科积累：

科研资质：主持国家自然科学基金面上项目（52208268）等3项省部级以上课题，，近五年在《Cement and Concrete Composites》（IF=10.8）等TOP期刊发表SCI论文19篇，其中水泥基材料微结构表征（Xiong et al., 2023）、多孔介质内的氯离子传输（Tong et al., 2023）入选ESI高被引论文。

技术储备：多功能人工气候模拟试验箱ERTYQ、电化学工作站 CHI600E、MTS 结构动力加载系统、扫描电镜（ESEM）、X射线显微CT等各种材料性能检测设备，完全满足本项目开展所需的基本测试分析要求。

项目依托：本PRP课题隶属于校企联合开发项目——水工自愈水泥基材料的研发与应用（2025/03-2027/05），重点突破水工微生物自愈水泥基材料的断裂自修复阈值。目前已完成了核心菌剂的研发，项目进展顺利。

1. 立项背景

微生物自修复技术研究可追溯至20世纪60年代生物修复概念的提出，但针对混凝土领域的系统性研究始于21世纪初。荷兰代尔夫特理工大学Jonkers团队在2006-2009年取得关键突破，其创新性地筛选出巴氏芽孢杆菌作为修复剂，该菌株能在pH值10-13的强碱性环境中保持活性，并通过芽孢形态在混凝土内部休眠数十年。2007年，团队正式提出"微生物自修复混凝土"设计理念，通过将菌株与乳酸钙营养液共混浇筑，使得裂缝渗水激活休眠芽孢，代谢产生方解石型碳酸钙实现0.46mm以下裂缝的自主修复，这标志着该技术从被动修复转向主动修复。随后，微生物自修复技术开始应用于混凝土裂缝修复等领域，并在随后的几十年中逐步发展和完善。

2. 研究现状

当前微生物自修复技术仍需攻克两大核心难题：其一，极端碱性环境下微生物活性维持困难。其二，动态裂缝修复性能不稳定。值得关注的是，前期项目已通过宏基因组筛选技术已获得耐碱菌株，并创新性开发了基于硫氧还蛋白调控的代谢补偿体系。

3. 研究内容

本课题继续优化复合微胶囊的选取，提高微生物存活率，加强载体与水泥基材料粘结强度，然后在此基础上制备出自愈合水泥基材料试样，采用FIB-SEM三维重构技术研究微生物菌种与封装胶囊对自愈合性能的调控机理，最后通过断裂韧性恢复率和渗流阈值量评价裂缝愈合效果。本课题拟与上海交通大学农业与生物学院合作完成。