主要開(kāi)展過(guò)渡族金屬碳化物（如MXene）的新穎材料合成(chéng)與性能(néng)研究。利用結構可調的三元碳化物層狀材料作爲先驅體，通過(guò)對(duì)亞層結構的選擇性剝離，目前團隊陸續合成(chéng)出碳化锆、碳化铪、碳化钪等全新二維碳化物納米片，顯示出有趣的儲能(néng)、吸附、催化、吸波、半導體和磁性等性質。

主要開(kāi)展具有過(guò)渡金屬碳化物層狀晶體結構的調控與輻照損傷性能(néng)研究。針對(duì)事(shì)故容錯燃料包殼材料塗層應用，對(duì)三元層狀陶瓷材料開(kāi)展詳細的結構調控、物性表征、輻照效應分析和腐蝕評價等工作。研究對(duì)象包括MAX相、多元含硼化合物等。

主要開(kāi)展碳化矽陶瓷先驅體、連續碳化矽纖維、碳化矽基複合材料、陶瓷連接技術和碳化矽評價等研究内容。面(miàn)向(xiàng)我國(guó)工業界關注的碳化矽包殼材料和新型極端環境能(néng)源系統迫切需求的碳化矽結構材料，攻關第三代碳化矽纖維工程化技術，提出中子輻照環境和高溫腐蝕性條件下碳化矽複合材料的結構設計方案。

在材料基因工程技術框架下，通過(guò)材料理論計算和大數據分析方法，對(duì)新型能(néng)源材料進(jìn)行理論結構設計，依靠計算機仿真手段，對(duì)二維納米材料、籠型水合物、極端環境能(néng)源材料等能(néng)源材料進(jìn)行理論研究，深入探索材料學(xué)現象背後(hòu)的基本原理，預測新穎材料的結構和力學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)等物理性質。目前團隊已經(jīng)建立了涵蓋納觀-微觀-介觀-宏觀的多尺度高通量理論計算方法，利用先進(jìn)數據挖掘方法進(jìn)行結構篩選的研究手段，以及材料專業數據庫平台。在優化納米器件設計，FeCrAl等新型先進(jìn)結構材料服役性能(néng)預測等方面(miàn)有重要前瞻性應用。

主要開(kāi)展碳化矽基複合材料工藝制備的過(guò)程仿真以及材料綜合性能(néng)的多場多尺度耦合仿真研究。實現碳化矽纖維織物及其預成(chéng)型的關鍵工藝的過(guò)程仿真，實現材料、工藝及設備參數的協調調控，滿足工藝設計需求，爲結構設計提供數字化輸入；以材料多尺度設計爲基本思路，基礎理論涵蓋無網格理論和元胞自動機理論，實現纖維增強多孔脆性材料的微-細-介-宏觀随機建模的計算幾何學(xué)新方法，建立耦合工況下材料損傷斷裂的新本構和新實驗表征技術。在材料研究的基礎上，通過(guò)工藝優化和結構優化，開(kāi)發(fā)面(miàn)向(xiàng)碳化矽纖維的環編和纏繞專用裝備。

重點突破高溫熔鹽制備高性能(néng)新能(néng)源材料的方法，發(fā)展基于高溫熔鹽電解回收廢料中锕系元素、稀土與貴金屬的新方法與工藝，并開(kāi)發(fā)基于熔鹽與液态金屬儲能(néng)的新方法。