本课题组主要以无容器悬浮技术为核心，研究无机亚稳相形成机理，研制新型功能材料体系。研究领域包括：新型光·电·磁性功能材料设计与合成；电·磁功能性单晶生长技术的研究；功能性生物材料设计与研究及高温熔体的热物性精密测试的研究；中国空间站无容器材料实验平台的建设与微重力材料科学研究等。
无容器凝固避免了坩埚对材料表面的接触与污染，抑制异质形核，易于获得深过冷，是制备高纯亚稳态新型功能材料的有效手段；同时无容器技术在凝固理论研究方面有着独特优势，包括触发形核及深过冷形核等特殊过程的研究，均是常规凝固方式很难实现的；无容器技术特别是静电悬浮技术在高温熔体热物性研究中已获显著成效，包括熔体密度、粘度、表面张力、热容等物性测量，对材料的理论研究及工业应用均有着重要作用。无容器技术作为一种新型手段，也将在更多领域内发挥越来越显著的作用。
本课题组现已成功研制出对氧化物和金属加热温度均已超过3000℃的无容器气悬浮炉、密闭式气氛悬浮炉；特别是国内首台超高温高真空静电悬浮炉，样品稳定悬浮加热，最高温度可达3500℃；目前正在进行“高温高压激光加热浮区晶体生长炉”的研制项目，预计可达最高加热温度2700℃，高压保护气氛压2MPa，高真空度10-4Pa的高性能设计指标。课题组利用无容器气悬浮炉装置开发出了具有La-Ti-O氧化物高折射玻璃体系，其最高折射率可与钻石媲美；在此基础上进行了上转换激光玻璃的制备及机理研究，其发光效率显著高于一般上转换玻璃体系，此外拓宽研究领域，开展了生物功能材料方面的研究；利用静电悬浮炉装置成功实现了Zr、Hf、Nb、Ta等高熔点金属的稳定悬浮和加热熔融，并测试了上述金属的热物性参数，应用范围不断扩展，正逐渐接近日本JAXA静电悬浮装置水平；采用激光浮区炉制备多铁类及铁电类单晶的研究工作。同时，课题组与东京工业大学大学、日本宇宙航空研究开发机构、日本国立物质材料研究所、上海交通大学、中科院过程工程研究所等国际国内单位建立了良好的合作关系。
在研项目（2013年至今）
1、空间站项目“无容器材料实验柜设计与研制——载人航天工程空间应用系统科学实验平台”2015-2020
2、中科院仪器研制重大项目“气浮式新材料开发和熔体物性”2011-2014，200万元
3、国际合作项目，日本宇宙航空研究开发机构“三元半导体InxGa1-xSb单晶的空间生长及热光电转换器件研究”2013-2015年
4、国家重点研发计划“生物医用材料研发与组织器官修复体带重点专项——生物材料化学信号课题中子课题，2016-2020年
5、上海市科委“创新实践站科普教育项目——新型荧光玻璃的无容器制备及其在太阳能电池领域中的应用”。2016年
6、上海市科委扬帆计划“医疗CT用Gd2O2S:Pr,Ce,F陶瓷的晶粒择优取向和闪烁性能研究”2017-2019
7、联合基金：化合物半导体材料空间微重力生长与性质研究， 2017-2019
8、中科院先导“实践十号空间生长熔体材料学数据分析”，2017-2019
9、中国科学院科研仪器设备研制项目“高温高压激光加热浮区晶体生长炉”2019-2020
10、国家重点研发计划：“生物医用材料研发与组织器官修复替代”重点专项，课题1中子课题——无容器技术制备功能性生物材料，2018-2020
11、上海市科委标准化项目“柴油机颗粒捕集器用壁流式蜂窝陶瓷”技术标准的研究，2013-2016
12、2018年度上海市标准化推进专项资金
13、2018年度长宁区“标准化战略”资助专项资金
14、2018年所提前启动基金项目“高速高精度悬浮体坐标光学检测控制系统的开发”
国际合作
每年邀请日本东京工业大学大学应用陶瓷材料研究所的教授来所举办为期一周的材料科学讲座。
每年选派数名学生赴日本参加于JAXA举办的为期一周的空间科学冬季学校班学习
国内合作
共同研制成功首台用于上海光源的同步辐射无容器装置
共同研制开发利用无容器制备纳米高折射玻璃体的技术
团队荣誉
