一、煤炭的清洁高效利用

         煤炭由燃料向高附加值原料的清洁高效转化是我国实现“双碳”目标的关键技术之一。本方向从原子-分子尺度揭示煤中弱键合结构在热场中的断键、转化机制，依据煤的成分与结构特性对煤进行分质利用；开发基于煤炭结构特性和定向转化调控的新方法，揭示煤热解与自由基反应规律，发展煤基碳纳米材料转化理论；建立煤炭结构-制备工艺-服役性能之间的内在关系。实现煤炭向碳量子点、石墨烯、纳米金刚石等高附加值产品的清洁、高效转化与示范应用。

二、油气田材料

         大力发展油气开发是缓解我国油气对外依存矛盾、解决我国能源安全问题的重要措施。本方向紧密围绕我国油气开发过程中对关键材料的迫切需求，针对示踪剂、暂堵剂、转向剂、支撑剂等油气田材料，水力压裂、酸化压裂等非常规油气增产技术，油气输送管的气阻性及防腐蚀材料设计，油井中胶质沥青质沉积结垢的防治及其高附加值利用等方面进行基础研究及工程应用的推广。

三、碳量子点

         本方向围绕碳量子点的带隙调控、发光机制等科学问题开展系统研究，探索制备高量子产率、低半峰宽碳量子点材料的新方法，开发高色域量子点光学膜、复合膜的新工艺，拓展碳量子点在能量转换与存储方面的应用研究，促进产业转型升级。