功能性大分子多糖材料的可控制备
功能性大分子多糖材料在药物递送、组织工程、伤口敷料、骨科应用、医美等生物医用领域具有广泛的应用前景，是高端医疗器械的核心原材料。团队经过十余年的研究，结合临床需求导向设计，实现了多糖材料的结构精准修饰和功能调控，其中，促再生多糖材料、抗菌性多糖材料、免疫调控多糖材料、多糖止血材料已经实现了小批量生产，部分多糖材料已经成功申报国家 II 类医疗器械。相关多糖材料已获国家发明专利 15 项。
国产高温超导基带材料
高温超导技术是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础。第二代高温超导带材具有高超导转变温度、高载流能力以及高不可逆场，在可控核聚变、超导电力等强磁、强电领域有着巨大的应用前景。高温超导带材结构中，超导层是陶瓷脆性材料，力学性能较差，需要金属基带作为涂层导体的载体。目前，高温超导基带材料全部依赖进口且价格昂贵，本项目研制的高温超导基带材料预期替代进口高温合金基带，大大降低成本，进而促进我国超导相关产业的发展。
低温树脂材料
低温绝缘材料聚焦特殊使役环境应用要求，如低温（液氦温度-269℃）、强磁场（＞10T）、强电场（＞30kV）、射线辐照（中子、伽马射线）等，通过自主研发和技术创新，开发出具有耐低温、高强度、高韧性、耐高压、耐高能辐照等特性的多系列特种树脂基材料，广泛应用于 MRI 磁体、聚变超导磁体、航天运载器、超临界储氢罐、轻量化复合材料、高压电气绝缘等重要领域。与国外竞品相比，性能优异，无毒无害，技术壁垒高，全国产化。
高性能碳基纳米光敏材料的产业化制备关键技术及应用开发
自日本东京大学的藤岛昭教授发现二氧化钛光敏材料 （光触媒）以来，纳米光触媒等在能源环境等多个领域的研究相 当活跃，为相关产业带来了功能性变革。但是，该类纳米光敏材 料太阳光利用效率低等不足亟待克服。 2014 年，我们在国际上率先发现了国际上光敏性能最高的碳点。 该类碳基纳米光敏材料高效利用太阳光，产生活性氧量子效率大 于 1，且耐高温耐光照，在可见光降解甲醛、毒气模拟物、除灭 病毒/细菌、真菌等方面性能优异。其中在太阳光照射下，降解 印染废水方面优于产业化应用纳米二氧化钛（P25）100 倍。经 过 10 年的努力，于 2024 年突破了该高性能新型碳基纳米光敏剂 的公斤级制备关键技术，为我国开发具有自主知识产权的高性能 光敏材料奠定了坚实的基础，为在空气/水体净化、生化防护、 医药器械、食品保鲜、太阳能电池吸光材料等领域推广应用提供 了源头支撑。
电催化重整废弃塑料 PET 制备可降解塑料 PGA
本项目主要研发电催化重整技术，借助该技术实现废 弃塑料 PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）向生物可降解塑料 PGA（聚 乙醇酸）转化。 PGA 可应用于生命医疗、油气开采、食品包装、 农业产生等领域，根据《中国可降解塑料年度报告》预测，国内 对 PGA 的远期需求有望达到百万吨级。本项目已经解决三个关 键技术问题：催化电极的设计与合成（国际领先水平），电解槽 系统的设计与组装（国际首次），分离提纯工艺的开发（国际首 次）。本项目符合国家的塑料循环经济发展战略，可以为 PGA 的 绿色、低成本制备提供支撑，并为日后的 PGA 大规模产业化铺路。
仿生低碳新型建筑材料
生产传统水泥基建材在高温焙烧过程中往往需消耗大 量能量并产生巨额碳排放量。因此，为在建筑领域内有效降低碳 排放量，急需发展新型低碳建筑材料。然而目前在常温、常压低 能耗条件下实现沙粒等各类固体颗粒的牢固粘结，构筑可实际应 用的低碳建筑材料仍具有挑战性。 近年来，理化所仿生中心研究团队受自然界中沙塔蠕虫、白蚁等 生物所构筑的巢穴启发，指导设计固体颗粒间界面粘附机制，在 常温、常压条件下粘结沙粒、矿渣等各类固体颗粒制备了一系列 力学性能优异的仿生低碳新型建筑材料。该材料的抗压缩强度可 在 10 MPa – 100 MPa 范围内调控，能够达到绝大多数混凝土建 筑材料强度要求标准。该仿生低碳新型建筑材料具有优异的抗老 化性能、防水性能、独特的可循环利用性能，并可实现快速规模 化制备。同时，该仿生低碳新型建筑材料可由沙漠沙、尾矿渣、 煤矸石渣、混凝土渣等多种固体颗粒所制备，因此，这一研究项 目可为发展新型低碳建筑材料提供创新性思路，并在未来低碳建 筑、沙漠治理、工业废渣处理等领域中均具有较好应用前景。