纳米强度支撑材料：进行具有特殊性能的纳米材料和纳米结构的研究，以探索和改善传统材料的综合性能及其应用，如以纳米技术为依托，开发比现有的钢的强度高十倍，而比重大大降低的结构材料，将使常规材料工业发生革命性突破。
　　纳米结构器件：研究、设计和制备新型纳米结构和器件，以推动信息、能源、环境、医疗、农业及航天技术的革新和发展，如信息技术中的新型存储、读取、显示和运算器件的研究和发展，将使现有计算机的硬盘存取密度提高一百万倍，并使体积进一步缩小。
纳米探测技术：纳米加工和纳米探测技术的实践应用，象原子力显微镜（AFM）的发展，已经使人类能够在原子尺度上对单个原子进行搬移，对原子之间的价键结合态进行观测。一种能方便进行活体检测，探测出只有几个癌变细胞的手段也正在研究之中，这将使生命科学的研究在一个完全量化的严格领域内进行。
　　纳米二元协同界面材料：针对纳米材料本征问题——表面或界面问题的二元协同纳米界面材料的研究，从改变纳米材料表面或界面性质入手，实现性质不同材料的界面重组，在介观尺度上构建出新的材料。例如，将油和水这两类不管在宏观和微观尺度上都完全不相容的材料的界面性质改变，使其相容，将可以制造出许多新的热力学稳定体系。