随着人类对深空深地等未知世界和纳米功能材料等应用领域的探索，解析亚微米至纳米尺度物质的晶体结构已成为科学认知与高新技术发展的重要需求。

虽然电动汽车日益普及，但“续航焦虑”依然是制约用户体验的核心痛点。现有的续航预测方法大多依赖实验室仿真工况或小样本测试，难以真实反映不同地区气候、路况及驾驶习惯的巨大差异。

氯气是现代工业的基础化学品，每年全球消耗量达数千万吨。其中，超过95%的氯气通过电解含氯盐水生产，这一过程每年消耗约100—200TWh电力。值得注意的是，氯气生产的核心要素：能量和氯离子，广泛存在于海水、海水淡化废水、工业废酸和制药废水等盐水中。

将木质素转化为高附加值化学品或材料，对生物质高值化利用及可持续发展具有重要意义。纳米酶作为具有类酶催化活性的纳米材料，兼具天然酶的高效性和纳米材料的稳定性，为绿色降解木质素提供了新途径。

视觉感知器件是人形机器人、自动驾驶与人工视网膜等领域的重要发展方向。然而，现有光探测器件在复杂光照条件下面临过曝、色偏等问题，制约了动态复杂环境中的精准成像与快速辨识，是机器视觉领域的挑战之一。在单元器件层面实现自适应的前馈感知，以及传感器内信息处理是发展新生代视觉感知系统的突破口。

近年来，过渡金属氟化物（TMF）因氟离子的强电负性而表现出高理论电压和优异的热稳定性，被视为下一代高压热电池的理想正极材料。

固态纳米孔作为单分子检测领域的变革性工具，凭借无标记、实时分析的核心优势，为DNA、RNA及蛋白质等生物分子的精准表征提供了全新途径，在生命科学基础研究与临床诊断领域具有重大应用潜力。

从电子废弃物中回收贵金属是一种可降低对原生采矿依赖性、可持续的方案，但传统的浸出方法通常使用王水或氰化物等试剂，或引发严重的环境和健康风险。目前，催化浸出已成为一种有望在更温和条件下回收贵金属的策略，如光催化方法、压电催化法、类芬顿法可实现从二次资源中有效浸出金（Au）和钯（Pd）。