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主要研究方向：三维空间光学图像的产生、传输与显示；数字全息技术；三维传感的新技术与新方法。
4.量子信息
主要研究方向：量子信息处理；量子纠缠和多组分关联的物理实现与度量；单光子产生与探测；量子相干器件物理；量子光学；耗散理论和腔量子动力学；自旋的量子调控。
5.微纳结构物理
主要研究方向：微纳量子器件；单原子、单分子器件；微纳结构及物理性质表征。
（三）化学
1.高分子、大分子、超分子及团簇
主要研究方向：高分子及大分子化学品合成与制备的方法学；分子量和产物结构可控的聚合反应；超分子功能化学品的结构设计、理论计算与实验表征；高分子、大分子、超分子及团簇的时空多尺度效应及规律。
2.绿色化学与可持续化工过程
主要研究方向：有毒、耗能和重污染产品替代品的分子设计与合成；高效“原子经济性”新反应及二氧化碳高值化利用；无毒、无害及可再生资源的高效转化及利用；有毒有害原料或介质替代的清洁化工过程；绿色化工过程系统集成及评价方法。
3.功能化学品的分子设计、合成及过程集成
主要研究方向：具有特定功能的无机及有机精细化学品的分子设计、合成、结构调控及可控制备；大宗功能化学品生产过程中高效转化、分离与过程节能的共性科学问题；新型催化材料的设计、合成及催化作用机理；新型高效反应器的反应-传递耦合规律与优化方法。
4.新型食品添加剂
主要研究方向：新型食品添加剂的分子设计、化学合成、构效关系、复配及结构性能；食品界面化学、食品风味化学控制的理论和方法；原料及生产工艺中影响食品安全的化学理论问题。
5.天然产物的化学提取及有效利用
主要研究方向：天然产物有效成分的化学鉴定、分离、纯化及生物活性；天然产物中医药先导化合物的发现与提取；天然产物有效化学成分的结构修饰、构效关系与生命大分子相互作用的机理。
6.生物质化学转化为能源的新方法及作用机制
主要研究方向：生物质高效转化合成生物汽、柴油的作用规律及调控机制；生物质酶解作用机制及其新型酶制剂构建；新型生物质转化反应器的设计与优化；生物质能源高效综合利用新途径。
（四）材料科学
1.支撑材料领域发展的科学基础
主要研究方向：材料设计与制备的新理论和新方法；材料表征与测试的新原理和新技术；材料多尺度结构和力学性能的相互关系；材料在苛刻服役条件下的组织与性能演化；新型材料制备过程中形态结构的控制。
2.生态环境材料
主要研究方向：环境治理材料的设计及反应机理；建筑节能材料的性能与结构；高能耗工业过程的节能材料；可完全降解高分子材料的设计及降解机理；材料及产品全生命周期的环境负荷表征和评价方法。
3.能源材料
主要研究方向：能源转换与存储新机制；燃料电池关键材料；高效宽谱太阳能电池材料；二次电池材料；超级电容器材料。
4.生物医用材料
主要研究方向：生物医用材料的制备与表面改性；生物医用材料与组织的相互作用；生物医用材料的分子识别与生物导向；植入材料调控机制。
5.信息材料
主要研究方向：信息材料的设计与制备；高效信息转换过程与机理；信息材料器件一体化设计。
6.纳米材料
主要研究方向：纳米材料的可控制备方法与原理；纳米材料构效关系；纳米尺度下物质输运方法；纳米材料复合组装体系；纳米催化材料；纳米材料生物安全性评价。
（五）工程科学
1.机械设计
主要研究方向：真实机构设计理论；振动与噪声控制及利用；机械产品动态特性与结构参数匹配规律；机械的驱动与传动机理；零件与结构的安全服役；机械表面界面科学新理论。
2.先进机械制造
主要研究方向：高性能精确成形制造机理；高能束与特种能场制造机理；高精度数字化制造机理；绿色制造与再制造方法。
3.光机电一体化
主要研究方向：复杂机电系统集成机理；机械运行参数测量；新型传感原理；基标准及相关测量理论。
4.可再生能源与新能源
主要研究方向：太阳能发电新方法；风力发电新方法；新型高效储热/储能理论；生物质能源的高效清洁利用。
5.常规能源的高效利用
主要研究方向：常规能源综合梯级利用；热力系统新机理；化石能源的高效利用；CO2捕集和封存中的热物理问题。
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