围绕生物矿化开展多学科交叉及全链条创新，突出科学原创新概念孕育变革性新技术， 进一步与医学融合颠覆多项传统认知，将“不能治”变为“能治愈”，同时积极开展应用实 践。报告沿着“材料仿生合成”和“材料调控生物”两条主线展开。（一）在学习生物如何 制备材料过程中产生“无机颗粒融合”与“无机离子聚合”原创突破，能“像制造塑料一样 可塑地制备无机材料”，为新概念材料创制提供科学新基础。进一步结合仿生矿化发展出牙 釉质再生等生物医学新策略，颠覆 “牙釉质不可再生”的医学认知，为生物硬组织的修复 及生物材料产业发展提供新方向。（二）在学习生物如何使用材料过程中开辟“材料调控生 物”交叉研究新前沿，突出材料对生命过程的调控作用。基于该理念，通过材料干预免疫过 程将野生活病毒直接转变为疫苗，能实现“一针 100%免疫效果”；通过材料增强细胞合成 代谢，颠覆医学中关于退行性软骨病变(例如关节炎)不能治愈的观点，为合成代谢障碍类疾 病治疗提供新策略。报告强调了基础研究的突破为材料和生物技术领域带来变革性的新认 知，为未来医学发展提供新源泉和新希望。

超高强高韧金属材料广泛应用于飞机起落架、高压容器、离心机筒体等关键承力部件， 不仅需要高强度，还需要良好的塑韧性。然而，传统金属材料理论认为强度和塑韧性无法 兼得，高强度一般以牺牲塑韧性为前提，如何破解强度-塑韧性间的矛盾是制约金属材料 在极端条件下使用的关键科学问题。针对这一问题，报告人发现金属材料中有序微结构与 多尺度晶体缺陷交互作用的机制，并提出“低错配强有序效应”强韧化金属材料的学术思 想。通过新的微结构调控方法，同时提高了材料的强度和韧性，为研发超高强高韧金属材 料提供了科学依据。研发的一系列新型超强韧合金已在航空航天及核电等关键领域实际应用。

玻璃与人类文明的进步息息相关，成为人类生活不可或缺的材料。我国是浮法玻璃制 造大国，平板玻璃年产量占全球玻璃总产量的 60%以上，但普通平板玻璃不节能、不导电， 通过玻璃门窗散失的热量约占整个建筑物散热量的 50%。在“双碳”环境目标的背景下， 发展先进玻璃材料对建筑节能、减少碳排放至关重要。本报告提出了薄流层外水解缩聚、 薄流层内爆发形核“两步法”高效成膜理论，实现了氧化物功能薄膜的快速沉积，发展了 异质复合、多元掺杂、能带调控等理论，研究了电致变色材料的微纳结构构筑和双频调控， 提高了先进功能玻璃的光学和电学性能；突破国际上浮法退火窑不能镀膜的论断，发明了 退火窑在线镀膜的全新技术和装备，实现了我国氧化物低辐射镀膜玻璃产品从无到有的突 破，提升中国“洛阳浮法”技术的国际话语权；针对我国不同地区的节能需求，规模化制 备了透明导电、低辐射、阳光控制等新型建筑功能玻璃，为支撑我国从玻璃大国迈向玻璃 强国做出了重要贡献。

陆表土体绝大多数处于非饱和状态，它是所有建筑物与边坡的承载体，也是植物生长 的根基。在全球气候变化和人类工程活动影响下，陆表非饱和土极易发生塑性变形、失稳 滑动或生态退化等灾害。据联合国减灾办公室统计，非饱和土边坡滑动灾害近 50 年造成 “一带一路” 沿线 900 多万居民死亡；水利部数据表明，我国 28%陆表土层遭受水土流 失，亟需生态修复。传统非饱和土力学理论难以解决气候变化与工程活动作用下非饱和土 中普遍存在的渗流-变形-强度耦合问题，也无法考虑非饱和土与植物间的相互作用。报告 人长期致力于非饱和土力学与生态岩土工程方向的研究，取得了系列创新成果：发现了吸 力和应力状态耦合影响非饱和土渗流-变形-强度的规律，建立了状态相关非饱和土本构理 论；阐明了传统设计方法误判边坡安全性的根源，支撑了全球首部松散土边坡加固设计指 南，解决了香港等地治理静态液化型边坡的工程难题，成就了近十年香港滑坡 “零伤亡” 的记录。

剑桥大学 Roscoe 等在 1963 年提出的经典本构模型——“剑桥模型”是现代土力学 的基石，但其共同提出者 Wroth 和 Houlsby 指出了其存在着两个关键缺陷：（1）未能统 一描述砂土粘土的应力应变特性；（2）无法合理描述三维强度特性。经过 20 余年的研究， 创建了土的统一硬化本构理论新体系：（1）构建了考虑密度和硬化极限双因素影响的统 一硬化方程，并建立了砂土粘土统一本构模型，回答了 Wroth-Houlsby 之问一，进一步 发展为能考虑温度、吸力、蠕变和各向异性等复杂条件影响的统一硬化本构模型体系。（2） 建立土的广义非线性强度准则，提出变换应力三维化方法，实现了本构模型的合理三维化， 回答了 Wroth-Houlsby 之问二，进一步构建了考虑热-水-沉积复杂环境影响的三维强度 准则。结合机场跑道“锅盖效应”、沉降“智能预警”和道基“智能建造”，统一硬化本 构理论已在北京大兴国际机场等应用