能源危机已成为决策者最关注的问题。当前，商用的单一功能建筑外壳不能满足新一代建筑的能源效率要求。因此，设计具有结构支撑、隔热和更多功能的节能建筑引起了广泛关注。

东南大学佘伟和普渡大学李恬课题组，通过可扩展的自组装钙铝硅酸盐水化物纳米颗粒（C-A-S-H）研制了一种坚固、耐用和隔热的气凝胶。这种仿生结构优化解决了在实现高机械强度和高孔隙率以获得良好隔热效果方面长期存在的难题。水泥气凝胶的高机械性能远远超过其他建筑材料：水泥气凝胶的韧性为14.68 MJ/m3，普通木材的韧性为3.7 MJ/m3；水泥气凝胶的强度为315.65 MPa，陶瓷气凝胶的韧性为25 kPa。由于硬化过程，该气凝胶机械强度在接下来的72天内增加了23％，具有极好的耐久性。

开发的仿生气凝胶具有高达90.43%的孔隙率，多尺度孔隙范围从20纳米到50微米不等。因此，导热系数仅为0.025 W/(m·K)。无机的C-A-S-H还为燃烧表面提供了有效的保护层，产生了高的耐火性（极限氧指数高达46.26%，UL94-V0）。C-A-S-H具有高丰度，并且已经被广泛用于水泥中。

由于研究的过程避免了水泥原材料的煅烧，该研究组开发的水泥气凝胶的质量密度仅为0.015 g/cm3，与普通水泥相比，所含碳减少了50%以上。轻质水泥气凝胶具有高强度、良好的保温性，有望取代传统水泥，成为新一代建筑材料。