研究方向一：先进碳基功能薄膜材料与应用技术

类金刚石碳膜（Diamond-like carbon, DLC）是一大类含一定量sp3和sp2碳杂化键的非晶碳基薄膜材料统称，具有高硬度、低摩擦系数、宽透光范围、优异耐磨耐蚀性和生物相容性、光滑表面等特性。尤其因其可由多种PVD、CVD法在低温下合成，调控工艺与技术路线，薄膜的机械、光学、电学等特性可在石墨-金刚石的大范围内合理剪裁，是目前最有魅力的碳基能薄膜材料之一，在现代制造业和高技术领域应用前景广阔。但因制备方法和参数多样性，以及键态表征复杂性，导致不同DLC薄膜的微结构和性能间相关作用机理尚不清楚。

本方向主要针对目前碳膜研究领域中存在的关键科学基础与技术难题展开，重点通过对碳膜结构优化设计和工艺调控；开展薄膜内在微结构与表观性能（力学、摩擦学、电化学等）之间的作用规律研究；结合碳膜分子/原子尺度的分子动力学模拟计算和第一性原理计算研究；设计、制备不同性能和结构的碳基功能薄膜；阐明薄膜生长机制、强韧化机理、润滑与腐蚀失效、及光电敏感等物理机制；研究和开发不同服役工况需求的高性能碳膜功能防护材料，并实现其在先进制造、深海涉海、航空航天、微电子、汽车等领域的重要工程化应用。