在航空发动机、燃气轮机、储能与分布式能源、高端海洋工程装备、精密制造等应用领域，材料的服役环境变得极端苛刻，高温、高速、高压、腐蚀等恶劣工况环境对材料性能的要求越来越高。另外，在机械装备运行过程中，也会出现大量的腐蚀、磨损、疲劳和老化失效现象，造成巨大损失。这一问题逐渐成为制约材料应用和工业技术发展的瓶颈。先进功能材料及功能涂层和技术能够极大地提高材料抵御环境的能力，赋予材料新的或更高的机械功能、物理功能、化学功能和特殊功能，从而满足各种恶劣工况的应用需求。然而，我国对先进功能材料领域的基础研究仍然相对薄弱，缺乏功能材料的基础数据，严重制约了先进功能材料和技术的发展。为了更好地服务于国家重大项目和重点行业，将开展先进功能材料的应用基础研究，推动我国现代材料科学技术的发展和应用。主要开展以下研究：

（1）新能源功能材料。非平衡凝固条件下的多尺度结构表面与界面的形成机制；微纳结构调控机制及微纳尺度下氧化还原反应机理；表面功能化技术的改进和优化；电致变色涂层结构、界面作用对器件性能的影响机理；高性能、长寿命电致变色材料的设计、器件组装及评价；建立电致变色器件性能测试平台，系统评判电致变色器件适应性，研究电致变色不同功能层之间的界面、结构的匹配性，考察电致变色器件失效行为。

（2）耐磨减摩材料。研究耐磨减摩材料在复杂服役环境下的摩擦学行为以及磨削或冲刷条件下的导热、磨损、氧化等行为规律，阐明其失效机制；研究材料的微结构、成分等因素的演变与退化规律，研究基体与涂层之间界面的适应性及匹配性原理及金属间的互扩散行为，确定界面传质与结构演化规律，阐明互扩散机制；建立耐磨减摩材料性能评价的试验平台，研究其性能表征方法，对耐磨减摩材料结构与性能实施原位/实时研究，揭示与之相关的新现象，发展新材料和新应用。

（3）海洋防腐材料与涂层。组建可模拟海洋及深海环境复杂因素的盐雾试样装置，实现环境气氛的温度、湿度、盐浓度、氧含量以及光辐照的可调控，提出服役环境的模拟理论与方法；研究典型发动机防护材料的电化学腐蚀行为和机制；结构设计和制备工艺对典型海洋关键部件材料体系腐蚀行为的影响机制；材料腐蚀失效和功能退化的主要结构控制参数与主要服役影响因素；创建典型在役海洋材料的多因素耦合腐蚀失效寿命预测模型；激光诱导超疏水表面微结构构筑机理，发展超疏水表面粗糙结构构筑物理模型，建立超疏水微结构的疏水性、耐久性的测试和综合评价方法。

（4）高温防护材料及涂层。发展新型高效高温功能材料和涂层制备技术，获得高温功能材料组织结构调控的基础理论，突破制约高温功能材料及涂层性能提高的瓶颈，建立激光熔覆、热喷涂、磁控溅射等完整的涂层制备平台；获得高温功能材料结构、工艺和性能之间的基础数据，建立高温功能材料界面演变与损伤失效模型，建立高温材料及涂层损伤失效评价方法与平台。

   通过上述研究，探索现代材料科学领域在高温防护、新能源、耐磨减摩、海洋防护四个方向的应用，为国家相关重大工程、重点行业战略需求提供理论基础，最终实现关键技术的突破与革新；搭建用于基础研究的环境模拟与检测平台，揭示功能材料及涂层微结构与界面结构演变规律和功能涂层损伤失效机制，发展功能材料及涂层的损伤失效评价方法；形成基础研究、关键技术攻关、产业化一体化协调的国际一流的研发基地。