【1】晶态分子材料低维物理与晶体工程

   综合运用物理、力学、光谱学、量子化学、超分子化学、晶体工程的相关理论和技术，研究晶态分子材料，尤其是低维度含能材料的电子、分子、晶体结构与宏观安全性之间的内在影响规律，以及相关的稳定性机制和微观结构响应机制。

【2】高能量密度材料分子创制与应用技术

   运用材料基因组技术、组合化学技术、自动迭代算法、逻辑运算、量子化学等方法，结合超级云计算和人工智能，开展高能钝感含能材料的精准设计工作，锚定未来高能量密度材料的物质目标；建立高能量密度材料分子合成数据库，发展自动索引与匹配技术，构建快速高效的定向合成技术路径；基于新型高能量密度材料，研制面向未来的新概念无人系统，以及颠覆性的民用和航空航天技术产品。

【3】固/液态能源材料高效点火与燃烧技术

   针对极端环境下，固/液态能源材料点火失效的难题，运用含能材料的相关理论、技术、方法、产品，发展高可靠性的点火与燃烧技术。

【4】极端环境下气态物质转化与生命支持系统开发

   研制防火、抗爆、保温、抗冲击、热电、光电、吸波及多孔材料等先进功能材料，构建高安全性的密闭空间体系；研究多样化的制氧系统、碳氧化物吸收与分离技术、氮氧化物处理技术、水分子捕集与循环利用技术、放射性氡处理技术、细菌真菌高效拦截技术、烃类气体处理技术、气体分子传感技术等，解决全封闭空间及其他极端环境下的生命保障问题；促进气态物质转化与生命支持系统在星际探索、空间站、民航客机、潜艇、极地科考、军事和应急救援等重点领域的应用。