1）  多尺度/多界面/多结构/多元复合薄膜设计、制备及其行为机理；

　  采用等离子体基PVD和CVD薄膜沉积技术，基于非晶－纳米晶复合结构、多层梯度、多元掺杂、多相复合、微／纳表面织构等多尺度耦合设计理念实现纳米复合薄膜的结构可控和功能构筑。突破薄膜与各种金属及特殊底材的结合、大面积均匀沉积、极端形状部件表面可靠结合以及管内壁高速沉积等技术瓶颈，发展了系列水（介质腐蚀）环境、高真空、高载高速、特殊气氛以及发动机环境用高性能碳基固体润滑薄膜，揭示薄膜在多因素耦合环境下的损伤模型和寿命控制规律。

　　　　　　　　　 非晶－纳米晶复合结构可控技术　　　　 高硬度／韧性匹配优化关键技术　 

低摩擦／长寿命结构设计与摩擦表／界面可控构筑技术

薄膜强结合、超厚与高承载关键技术

2）  薄膜制备与服役行为中的跨尺度模拟计算与寿命预测；

基于有限元计算、分子动力学模拟和第一性原理计算对薄膜等离子气相沉积制备

和结构特点与服役行为（力学、摩擦学等）进行跨尺度辅助计算，从而通过与试验结果的耦合来深入揭示其分子原子结构特点、受力过程薄膜应力变化以及材料变形和摩擦学损失过程等。

　　　　　 有限元模拟静态承载行为  第一性原理计算薄膜电子结构特点  薄膜沉积过程分子动力学模拟

3）摩擦学薄膜工艺-装备一体化及在航空航天、发动机等高技术领域应用；

　  可联合设计研制各种多靶磁控溅射薄膜沉积系统、复合离子束薄膜沉积系统、高能离子注入复合薄膜沉积系统、磁控溅射－磁过滤离子镀复合沉积系统等，并向企业提供集工艺－装备一体技术；开展研制的系列高性能复合薄膜在新一代汽车发动机关键零部件（活塞环／挺柱等）、箔片轴承系统、大尺寸精密齿轮、滚珠轴承、模具工具、机械表精密器件、空调压缩机关键零部件（叶片／活塞等）上的工程化应用。