1.矿山机械摩擦可靠性：五个方向：煤矿安全设备；摩擦传动可靠性；摩擦疲劳可靠性；摩擦制动可靠性；煤矿耐磨材料。运用摩擦学理论，推动矿山机械智能化发展，优化矿山机械的结构和材料，解决使用寿命短、安全性差等难题。 2.生物材料及摩擦学：1）研发新型少磨损、少异响、低危害的钛金属陶瓷人工关节，制备了心部强韧，表面耐磨的新型钛基纳米生物陶瓷涂层；2）结合水凝胶工艺构筑仿生软骨材料，制备了高承载、低摩擦、耐磨损的软-软接触摩擦仿生关节，解决人工关节置换磨损难题。 3.仿生材料设计及制造：1）构建类金刚石涂层表面润滑涂层，通过表面石墨化/钝化实现结构调控，探究摩擦润滑机理；2）仿生设计超疏水、疏冰、超亲水界面，解决矿用机械结冰、血管堵塞、内植入物松动等难题；3）利用静电纺丝在硬质/软质表面构筑微/纳复合结构的无机/有机纤维膜、微球和多形貌复合结构；4）利用3D打印技术建造仿生多孔结构模型，研发高性能、轻量化的3D打印多孔材料。