新物質創造與轉化的化學過程
主要研究方向：新的特定結構功能分子、凝聚態和聚集態分子功能體系的設計、可控合成、制備和轉化，環境友好的新化學體系的建立，不同 時空尺度物質形成與轉化過程以及在生命過程和生態環境等復雜體系中的 化學本質、性能與結構的關系和轉化規律等。
腦科學與認知科學
主要研究方向：腦功能的細胞和分子機理，腦重大疾病的發生發展機 理，腦發育、可塑性與人類智力的關系，學習記憶和思維等腦高級認知功 能的過程及其神經基礎，腦信息表達與腦式信息處理系統，人腦與計算機 對話等。
科學實驗與觀測方法、技術和設備的創新
主要研究方向：具有動態、適時、無損、靈敏、高分辨等特征的生命 科學檢測、成像、分析與操縱方法，物質組成、功能和結構信息獲取新分 析及表征技術，地球科學與空間科學研究中新觀測手段和信息獲取新方 法等。
