智能水泥砖：建筑材料的下一个风口-新闻中心-玉田县长旺建材有限公司

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2026/4/16 10:15:07

从“板砖”到“充电宝”

一块看似普通的水泥砖，4块串联就能点亮LED灯泡，10厘米见方的水泥块就能给手机充电——这不是科幻，而是东南大学缪昌文院士、周扬教授团队历时4年研发的全球首创技术。

2025年5月，这项成果正式亮相，将水泥从“能源消耗者”变为“能源综合体”，实现自发电与自储能的双重突破。

灵感来自植物根茎

传统水泥不导电，但科学家从植物根茎中找到灵感。植物维管组织的层状结构不仅强韧，还能为离子传输提供“高速通道”。

团队创新开发了“双向冷冻冰模板法”——在搅拌混凝土时施加两个垂直冷源，让水形成层状冰晶，为水泥提供生长模板。冰融化后，形成一层水泥一层孔隙的结构，再填充柔性导电材料，成功复刻了植物维管的微观形态。

四大核心能力

1. 自发电：温差就是能源

利用离子热电效应，材料两侧有温差时，内部离子从热端向冷端迁移产生电流。上下表面温差1℃就能产生约40.5毫伏电量，比传统水泥基热电材料高出10倍。

更厉害的是，自发电水泥在力学性能上同样表现优异：抗压强度提升60%、韧性增强近10倍，破解了“功能材料牺牲力学性能”的难题。

2. 自储能：墙体就是“充电宝”

自储电水泥采用“三明治”结构：两侧水泥电存储电荷，中间水泥电解质传输离子。一块10厘米见方的水泥块，充满电能让小风扇转一天。

关键的是，充放电2万次后容量保持率仍达95%，与建筑50年寿命相当。若制成储能墙板，可存储居民住宅约一天的用电量，与光伏配套使用能提升光伏利用率30%以上，降低用电成本超过50%。

3. 可充电道面：停车即充电

“节假日期间，很多新能源车主都会担心车辆充电问题，而如果使用我们研发的新型水泥材料建造可发电可储电的‘零碳’服务区，那么车停在道面上即可以充电，再也不用抢充电桩了。”周扬教授表示。

目前团队已与浙江省交通集团技术研究总院达成合作，可充电道面将在2025年底或2026年初与大家见面。

4. 结构健康监测：建筑会“说话”

这种材料还可埋在桥梁、隧道里，既可以做传感器进行健康监测，又可以做大型的UPS电源。通过监测电阻变化，就能实时知道建筑哪里“不舒服”，提前预警结构问题。

更广阔的应用前景

在建筑领域，自发电、自储能水泥制成的墙板可使建筑大幅降低对外部电网的依赖，变身“绿色能量体”。

在偏远地区，无人基站、环境监测传感器等设备，将依靠水泥的自发电特性稳定运行，有效解决传统电源供应难题。

在低空经济领域，自供电混凝土跑道既能为飞行器提供无障碍起降场地，又能在其停留时补充续航能量。

未来已来

缪昌文院士表示：“我们要将传统水泥混凝土从‘环境负担’变成生态伙伴，这是一项巨大变革。”

当每一面墙都能发电、每一块砖都会“说话”，我们将迎来真正意义上的智能建筑时代。从“板砖”到“充电宝”，这场静默的革命正在重塑未来城市的模样。