前沿科普｜刘汉龙院士：生物建造，土木绿色转型新路径

       引言：为拓展我院师生学术视野，了解土木工程领域前沿理念，我们整理分享刘汉龙院士关于生物建造的科普观点，供大家学习交流。

       在全球气候变化与双碳战略推进的背景下，传统土木工程建造高耗能、高排放、固体材料难降解的问题日益凸显，成为制约行业可持续发展的关键瓶颈。刘汉龙院士提出生物建造这一前沿概念：生物建造是以生物为载体进行工程建设，或以生物为基础，研发新材料、新装备和新工艺的新型工程建造模式。

       生物建造主要分为四大类：

       微生物建造：利用微生物自身的生化反应制备生物基工程材料，改良岩土体与传统建材性能。技术可应用于软土地基加固、岩土体防渗、古建筑文物修复、月壤 3D 打印等场景，用生物作用实现岩土改性，减少水泥等高碳材料使用。

       植物建造：依托植物根系的固土、加筋等生物力学特性开展工程防护。最典型的就是生态边坡工程，利用植被根系形成复合土体，替代部分硬质护坡结构，在实现边坡稳定的同时恢复地表生态。

       动物建造：观察和借鉴自然界动物的筑巢、掘洞、构筑壳体等天然行为与构造逻辑，为工程方案创新提供灵感，学习生物在自然环境里高效、低能耗的构筑方式。

       仿生建造：从动植物的天然结构中汲取设计思路，研究生物的形态、受力机制，研发新型工程结构。例如借鉴贝壳、蜂窝等天然构造，开发轻质高强的新型结构体系。

       刘汉龙院士认为，土木工程未来发展，应当最大限度减少对不可再生自然资源的开采与消耗，推动工程构筑物和周边生态环境深度融合，不再单纯改造自然，而是探索人与自然和谐共生的工程方案。生物建造正是这样一条，将生命科学、材料科学与土木工程交叉融合的创新方向。

       生物建造是典型的交叉学科方向，融合土木工程、微生物学、植物学、材料学等多个学科。它跳出了传统土木 “改造岩土、构筑结构” 的固有思路，尝试调动生物本身的能力来服务工程，为岩土工程、生态工程、深空建造等领域打开了全新想象空间。目前相关研究仍处于探索阶段，也值得土木领域的研究者持续关注。