• 金属基生物医用材料

金属以其优越的力学性能在生物医用材料中扮演着重要的角色，其实际应用涵盖植入体、支架、人工牙根等。金属基生物医用材料主要包括生物相容性和力学性能皆优的钛合金、生物可降解的镁合金、钴铬合金和不锈钢等。然而，金属体内腐蚀是金属基生物医用材料面临的主要挑战之一：伴随镍钛合金腐蚀释放的镍离子能引发炎症，引起神经衰弱；镁合金的腐蚀导致其过早丧失机械性能。

以腐蚀防护作为切入点，通过涂层技术增强金属基生物医用材料的耐腐蚀性是研究焦点之一。此外通过涂层技术对金属基生物医用材料表面改性还能有效提高材料的生物相容性、抑菌性等，实现多功能化、智能化等。研究方向紧贴总书记“四个面向”（面向人民生命健康）的战略导向，涉及电化学、材料学、医学、微生物学等多学科交叉。研究内容包括涂层技术、电化学腐蚀、生物相容性等多方面技术手段。

• 碳纳米荧光材料的医学应用探索

1981年俄罗斯科学家Alexei I. Ekimov首次合成了量子点，这个纳米材料因其量子效应具有独特的光学特性。2023年诺贝尔化学奖授予Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus和Alexei I. Ekimov以表彰他们在量子点发现与合成的贡献，再次掀起了一场量子点研究热，被称作“量子点研究的春天”。

然而，迟至1998年，量子点才被首次用于医学领域，此时距其发现已逾近20年。2004年美国的Xiaoyou Xu首次合成了碳量子点（碳纳米点、碳点）。这种碳点具有来源广泛、生物相容性优异等优点，在医学颇具潜力。碳点是一类年轻的新型材料，尽管其在医学领域的尝试与探索与日俱增，但目前仍处于方兴未艾的探索阶段。

通过多种碳源尤其是天然产物合成碳点，并探索其在医学领域，尤其是光治疗和荧光标记的应用是当下碳点研究前沿、热门焦点之一。研究方向紧贴总书记“四个面向”（面向世界科技前沿、面向人民生命健康）的战略导向，涉及材料学、医学、微生物学等多学科交叉。研究内容包括光致发光纳米材料合成、生物相容性、光治疗等多方面技术手段。

• 防污涂料技术

海洋占据了地球71%的面积，其中蕴含着丰富的燃料和生物资料，并且拥有巨大的航运价值。然而，金属腐蚀是造成海洋与船舶工程经济损失的重要原因之一。除电化学腐蚀外，海洋中的一些甲壳动物（如藤壶）及微生物也是腐蚀的元凶之一。此外，附着在船体的甲壳动物不仅严重损害船壳材料，还会降低船舶速度，增加能耗。因此，防止海洋中的甲壳动物和微生物附着是海洋与船舶工程的研究焦点之一。

涂料技术是解决生物附着的有力技术手段之一。防污涂料研究涉及电化学、材料学、生物学和微生物学等多学科交叉。研究内容包括涂层技术、电化学腐蚀、生物附着等技术手段。

• 人工智能与腐蚀专家系统

将腐蚀监测检测、人工智能、数值模拟等技术融合，构筑腐蚀专家系统，实现腐蚀防护的远程管理、腐蚀防护方案的优化与建议、腐蚀失效的远程诊断、工厂腐蚀的实时预测与预警，最终实现安全生产与服役“零”腐蚀事故。