1.舰船艇轻量化材料
针对我国舰船、空天和装备轻量化的迫切需求，开展高性能轻质材料设计、制备新技术和新装备研究。轻质新材料方面：突破了多元多尺度高效强化相和微结构在轻质镁合金、高强钢/高熵合金、钛基复合材料中的精准调控技术，首次实现纳米间距溶质富集基面堆垛层错原位自形成，解决了传统合金强度/塑性、强度/阻尼等无法协同提升难题。
2.特种装备的表面防护及伪装技术
针对船海装备服役过程中的海洋生物污损问题以及动力/传动系统关键部件面临的高温、腐蚀、重载冲击等耦合损伤难题，创建了基于界面光催化、光热与水解自抛光多策略协同绿色防污涂层技术，形成了完全自主可控的高能束诱导耦合纳米化微观调控的复合强化新工艺，成功攻关了热、力、腐蚀、磨损等多元损伤协同防护的关键技术难点。
3.功能材料表界面科学
针对功能材料表界面结构与性能关系这一基础科学问题，从表面修饰和界面调控来提升不同功能材料的发光性能和电化学性能出发，开展基础科学研究。为解决稀土荧光纳米晶荧光性能低、遇水失活等难题，开创了巯基-烯点击化学表面亲水修饰新方法以及“多级放大”荧光界面调控策略，相关成果已用于癌胚抗原发光检测，基本实现进口产品替代。