1. 电解制氢制氧技术与电催化材料

         电解制氢制氧技术是可再生能源存储与绿色氢能发展的关键技术，也是空间站生命保障系统中主要的制氧技术和潜在的人体废物资源化利用技术，但其大规模应用受制于高能耗与贵金属催化剂和电极成本。当前，主要的研究问题为阴、阳极半反应动力学缓慢，依赖铂、铱等稀缺材料，导致系统效率低且经济性不足。该方向旨在开发高成本效益的电催化与电极材料及优化多孔电极结构，通过调控电子结构与活性位点暴露，降低过电位并提升稳定性，实现低成本、高活性的电解制氢制氧，以及衍生的生物废物资源化利用。

 2. 光驱动力和浮空技术

         临近空间的稀薄气体环境限制传统飞行器在此空间领域内的实际应用。针对临近空间的特殊环境，基于稀薄气体效应的新型光驱动力和浮空技术是一种极具潜力的方案。该方向旨在基于微纳结构设计开展光驱推进与浮空技术研究，形成基于新型微纳结构材料的原型试样设计和制造方案，提高稀薄气体环境中试样的推进效率、浮空高度和稳定性，实现该领域研究由概念设计转化到工程应用的技术。

 3. 微观防热机制研究

        热防护材料是航空航天器突破热障，实现高超声速飞行的关键，决定了飞行器的安全性与可靠性。该方向主要探究树脂基和碳复合材料在烧蚀过程中的微观结构和成分变化，揭示材料微观结构与热防护宏观性能的关联机制。