納米強度支撐材料：進行具有特殊性能的納米材料和納米結構的研究，以探索和改善傳統材料的綜合性能及其應用，如以納米技術為依托，開發比現有的鋼的強度高十倍，而比重大大降低的結構材料，將使常規材料工業發生革命性突破。
　　納米結構器件：研究、設計和制備新型納米結構和器件，以推動信息、能源、環境、醫療、農業及航天技術的革新和發展，如信息技術中的新型存儲、讀取、顯示和運算器件的研究和發展，將使現有計算機的硬盤存取密度提高一百萬倍，并使體積進一步縮小。
納米探測技術：納米加工和納米探測技術的實踐應用，象原子力顯微鏡（AFM）的發展，已經使人類能夠在原子尺度上對單個原子進行搬移，對原子之間的價鍵結合態進行觀測。一種能方便進行活體檢測，探測出只有幾個癌變細胞的手段也正在研究之中，這將使生命科學的研究在一個完全量化的嚴格領域內進行。
　　納米二元協同界面材料：針對納米材料本征問題——表面或界面問題的二元協同納米界面材料的研究，從改變納米材料表面或界面性質入手，實現性質不同材料的界面重組，在介觀尺度上構建出新的材料。例如，將油和水這兩類不管在宏觀和微觀尺度上都完全不相容的材料的界面性質改變，使其相容，將可以制造出許多新的熱力學穩定體系。