实验室基于我司学者最新发展的键弛豫理论、非键电子学理论、计量谱学技术、氢键与水溶液的属性等的实验技术基础和理论框架，贯穿于物理、化学、表界面、材料、能源、环境、机械、电子、国土安全等学科。理论与实验结合，基础与应用并重，以形成别致、精致、极致的格局，源头创新，开辟新的学科和方向，解决国计民生和国土安全等重大科学问题。培养创新人才，解决相关产业的关键和核心技术促进其发展。实验室拥有X射线衍射仪，金相显微镜，扫描电子显微镜，万能工具显微镜，大型工具显微镜，万能齿轮测量仪，数控车床，数控铣床，四坐标数控床身铣床，数控立式加工中心，电化学工作站，万能材料试验机，摩擦磨损试验机，双辊冷轧机，四柱液压机，动态测试仪，光学跟踪系统，三通道立体屏幕，三通道图形处理计算机，人因工程实验软件，磁共振型电脑电位分析系统，刺激编译、偶极子溯源分析系统等设备。近年来，通过引进、培养，创新团队已拥有博士生导师1人，硕士生导师5人，教授10人，博士34人。主要应用研究方向如下：

1.新材料设计与精加工

从化学键的本质出发，利用键弛豫理论和计量电子谱学指导下的实验和计算方法，获取原子尺度的、局域的和定量的有关局域应变、结合能等信息，测定功能材料的物化性能，为设计新材料与精加工提供快捷有效的表征方法和理论基础。

2.冰水溶液及气-液反应

结合原创的“氢键耦合双振子模型”在前期工作基础上研究冰水溶液和气-液反应下氢键各段长度和能量的弛豫。通过理论预测、实验标定、解析计算将实验测得的O:H和H-O分段长度和振动频率转换为相应的力常数和结合能，从而得到受激条件下氢键弛豫的势能路径。进一步完善现有的理论体系、检测技术和数值计算方法，为破解水的更多谜底提供理论依据和方法。

3.自燃烧与爆炸动力学

基于非键电子学理论，从本质上揭示分析物质在自燃烧过程中引爆、储能、释能的物理机制和动力学过程，为新材料的设计和制备提供理论依据。

4.能源材料与环境保护

基于氢键弛豫本质的揭示可以对污水提纯和裂解制氢技术进行改善，提取实时、定量、关于键长、键能、局域电荷极化钉扎，能量密度等信息技术。