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研究方向：他負(fù)責(zé)托卡馬克裝置真空科學(xué)技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用，致力于磁約束聚變裝置等離子體與壁相互作用的研究。他先后負(fù)責(zé)發(fā)展了超導(dǎo)托卡馬克真空獲得技術(shù)，研發(fā)了國(guó)內(nèi)首個(gè)大通量實(shí)時(shí)水冷銅合金熱沉高性能石墨限制器，探索了多種工作氣體的射頻等離子體清洗、硼化及鋰化等壁表面涂覆的關(guān)鍵技術(shù)和方法，發(fā)展了超聲分子束及彈丸注入等先進(jìn)芯部加料技術(shù)，發(fā)明和演示了多種控制高熱負(fù)荷ELM的新方法，率先在托卡馬克上開展了流動(dòng)液態(tài)鋰第一壁的實(shí)驗(yàn)研究，有效控制粒子再循環(huán)及雜質(zhì)污染，提高了等離子體密度控制能力，實(shí)現(xiàn)了低再循環(huán)、密度可控的長(zhǎng)脈沖等離子體，有利于解決聚變裝置高參數(shù)等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的重大難題。

研究方向：先進(jìn)鎂合金制備技術(shù)；鋼鐵材料組織調(diào)控；金屬微結(jié)構(gòu)；金屬腐蝕與防護(hù)

研究方向：主要從事聚合物基復(fù)合材料的阻燃、導(dǎo)熱和增韌改性研究，吸附材料的制備及應(yīng)用等研究工作。

研究方向：鋰離子電池、鋰硫電池、鋰空電池以及各類電池新型材料

研究方向：納米摩擦，電化學(xué)，生物吸附，功能納米涂層

研究方向：1）鋅空氣電池催化劑多相界面優(yōu)化與反應(yīng)調(diào)控； 2）鋰離子電池電極材料多尺度結(jié)構(gòu)理性設(shè)計(jì)。

研究方向：1. 低維光電功能納米材料制備及應(yīng)用； 2. 低維貴金屬納米材料制備及應(yīng)用； 3. 電分析化學(xué)傳感檢測(cè)

研究方向：1. 光電成像系統(tǒng)理論及全鏈路數(shù)字仿真； 2. 光電成像器件與系統(tǒng)性能檢測(cè)； 3. 新型光電成像技術(shù)（偏振成像、仿生導(dǎo)航、非視域成像、TOF成像等）；

研究方向：1.固態(tài)金屬電池剝離和電鍍過程的界面原子機(jī)制 2.鋰金屬電池中的鋰離子擴(kuò)散行為和鋰-溶劑化結(jié)構(gòu)分析 3.通過開發(fā)機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)正極和電解質(zhì)材料進(jìn)行高通量篩選 4.液滴界面雙層的原子結(jié)構(gòu)與傳輸機(jī)制 5.高熵金屬氧化物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與應(yīng)力分布

研究方向：圍繞生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用技術(shù)與應(yīng)用開展研究，通過將天然來源的纖維素、木質(zhì)素、半纖維素、淀粉、植物秸稈等多糖類生物質(zhì)進(jìn)行降解或改性，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)向?qū)嵱眯钥稍偕牧?、能源、食品及其原材料的轉(zhuǎn)化。具體研究領(lǐng)域如下：1）纖維素高效催化水解成糖技術(shù)與應(yīng)用；2）纖維素的CO2法酯化改性技術(shù)與應(yīng)用；3）功能性生物質(zhì)新材料技術(shù)與應(yīng)用；4）半纖維素的低酸催化水解原理與技術(shù)；5）高性能天然生物質(zhì)/纖維素/木質(zhì)素基復(fù)合材料技術(shù)與應(yīng)用。