“生物建造技术创新中心”以推动“新质生产力”发展为导向，以促进土木工程建造绿色化、低碳化发展为目标，通过土木工程、生物工程等学科交叉提出生物建造新方向，服务海洋、航空航天、沙漠治理、文物保护等重大工程绿色低碳建设，围绕微生物矿化与调控机制、月球生物建造与3D打印、岛礁生物成形与加固、文物生物矿化修复和沙漠生物治理五大方向，开展前瞻性研究，寻求创新性突破，加快土木工程、生物工程与人工智能等学科高水平深度融合，引领土木工程学科转型升级，实现从传统土木工程建造、到智能建造、到生物建造的跨越式发展。

一、主要研究方向

1. 微生物矿化与调控机制。本方向致力于微生物矿化中生物合成、代谢调控及其发酵过程控制等环节的关键科学问题，利用系统生物学、多组学理论，结合计算模拟、生信分析等方法，揭示微生物细胞内生物合成的限速机理与调控机制；利用基因编辑、定向进化和合成生物学技术，优化组合微生物矿化中关键限速节点，实现酶生物合成过程的精确调控，获得高效生物合成的细胞工厂，为功能性矿化酶高效生物合成提供理论基础、共性技术，取得引领性原创成果。

2. 月球生物建造与3D打印。本方向致力于月球开发与生物建造中核心科学和技术问题。驯化适应月球极端环境的高性能菌种，实现月球极端环境下高效生物矿化反应；提出低重力作用下微生物矿化加固月壤理论与技术方法；探寻适用于月球环境生物建造的生物矿化3D打印材料，开发用于月壤生物建造3D打印设备，提出月球生物建造3D打印技术。

3. 岛礁生物成形与加固。本方向致力于岛礁快速成形与加固核心科学和技术问题。探究生物-海水-大气-外加剂协同作用下快速成岛机理与技术；研究基于生物技术的岛礁就地取材资源化利用技术，开发珊瑚礁砂生物砌块技术、微生物珊瑚砂桩技术等；提出岛礁吹填珊瑚砂地基生物加固理论与技术、岛礁地基液化生物防控理论与技术等，为岛礁工程长期稳定安全提供理论和技术支撑。

4. 文物生物矿化修复。本方向致力于生物矿化修复文物的核心科学和技术问题。针对土遗址和石窟岩体劣化与保护，开展文物病害机理、材料微观分析及微生物矿化修复材料的研发与应用，提出微生物矿化修复理论与技术，建立文物本体微生物矿化修复效果评估分析方法；针对可移动文物的修复和展存，研发新型微生物保护修复材料和创新技术。

5. 沙漠生物治理理论与技术。本方向致力于沙漠风沙生物治理与土壤生物改良的核心科学和技术问题。研究沙漠气候可矿化微生物筛选与驯化；开展新型生物基保水和加固材料研发，突破传统保水和加固材料治理效果瓶颈；建立沙漠保水固沙协同生物治理理论与技术；建立大气-植被-生物沙漠治理协同作用机制，研究植被与矿化微生物共生机理，提出沙漠土壤生物加固改良理论与工程技术。