同济大学、上海交通大学

　　项目属于水泥领域，涉及水泥基复合材料。

　　近年来，智能水泥基材料的压敏性、热电效应、力电效应等系列研究成为了水泥基复合材料领域的研究热点。然而国内外对智能水泥基复合材料导电机理的认识不足是制约高灵敏度高稳定性智能材料研制的关键因素，同时多功能智能水泥基复合材料的开发和设计也存在成本较高，难以在实际工程中广泛应用的现实问题。该项目通过研究智能水泥基复合材料的等效电路， 建立导电模型， 系统地研究分析智能水泥基复合材料的各种单一智能特性的机理和多重智能特性的耦合效应， 成功地解决了一系列智能水泥基复合材料的科学难题。

　　项目的主要科学发现为：1.揭示了智能水泥基材料的隧穿导电机制，建立了导电模型，成功解释了电阻率及其提高值随拉应力的增大而增大、电阻率及其降低值随压应力的增大而减小、碳纤维掺量越小相同的应变引起的电阻率变化越大的经典实验现象，开发了高灵敏系数（>800）的智能水泥基复合材料力敏传感器和温敏传感器，并应用于地下隧道管片的应力和温度监测；2.发现并用理论证明智能水泥基复合材料的伏安非线性，即场强-电阻率曲线为反S型，为拓展智能水泥基材料的应用、开发新型传感器和换能调节器提供了理论基础，并开发出了与土木工程材料具有良好相容性的换能调节器，可预埋混凝土构件中实现变形调节并提高构件的承载能力；3.发现并实验证明最优化载流子浓度取决于温度和载流子有效质量的规律及多体系纳米复合热电材料κL接近玻璃态极限，提出高能带简并度、低能带有效质量和弱载流子散射是热电性能调控的核心，诠释了各种有效质量(态密度、能带和惯性)之间的差异与关联及其对热电性能的影响，提供了获得高热电性能的有效手段。

　　项目迄今共发表SCI/EI论文204篇。其中20篇核心论文均发表于该领域的国内外权威期刊上（最高影响因子17.49，平均4.97），共被他人引用1067次，其中SCI他引564次，最高单篇论文SCI他引142次。已获授权发明专利3项。应邀在国际会议上做大会报告2次。

　　该项目成功地解决了一系列智能水泥基复合材料的科学难题，为智能水泥基复合材料的研制及应用提供了丰富而坚实的理论基础，成果应用对重大混凝土结构的健康监测和保障全生命周期安全服役具有重要意义。

　　智能水泥基复合材料热电效应