[1]微納敏感器件制造及先進傳感技術研究：針對微納氣敏傳感技術領域提出的高靈敏度、低檢測限、快速探測、高選擇性等關鍵問題，開展微納氣敏傳感器的功能結構設計、傳感性能調控、器件結構優化、增敏機制分析、傳感系統集成、信息獲取等研究工作，致力于新型微納薄膜材料與傳感器件及系統的研究和開發，探索微納傳感材料與器件構建的新原理、新工藝和新方法，有針對性的面向環境監測、工業安全、民生健康等領域發展一系列高性能微納傳感器及檢測裝置，并推進微納傳感器在物聯網、安全環保、工業生產和食品安全等領域的應用。
[2]微納檢測技術與電氣設備絕緣狀態監測：電氣設備絕緣狀態監測技術是近年來發展十分迅速又跨多學科的新興技術領域。氣體組分分析是電氣設備絕緣狀態監測、狀態檢修和故障診斷的重要依據。電氣設備局部放電分解組分、濃度及產氣速率與故障類型具有較強的關聯性。快速檢測氣體組分并實現故障的精確預測成為電氣設備絕緣監測中亟待解決和突破的關鍵技術難題。重點圍繞高壓電氣設備局部放電分解組分氣體的在線實時檢測與智能分析，狀態參數監測與傳感技術、局部放電組分氣敏傳感器研制、傳感信息獲取與信號處理、模式識別與故障智能診斷、電氣設備狀態維修與安全運行評估等研究，推動電氣絕緣監測技術發展與堅強智能電網建設。
[3]智能傳感器微系統與多源信息融合處理：面向復雜背景下多組分氣體識別與監測、重點污染源氣體排放監測、水環境中重金屬離子以及有機污染物監測、痕量有機磷農藥殘留檢測等問題，涉及多組分或多物質的同時檢測與交叉敏感影響因素，探索微納傳感器特異性設計與傳感器陣列集成制造，開展微納傳感器陣列的多維信號處理以及多源數據智能融合方法研究，探索有效的陣列信號特征提取與模式識別方法，實現高效高精度的可靠檢測，開發以高性能專用集成電路為核心的嵌入式微系統，從電路設計、物理實現、可靠性等多方面深入研究高穩定性微系統設計理論和方法。將半導體工藝、人工智能、嵌入式微系統進行有機融合，推動新型高性能檢測儀器和裝置的研發。
[4]微納功能器件集成與柔性智能感知技術:以柔性傳感技術、光電傳感技術、射頻傳感技術、電化學傳感技術、陣列傳感技術及無線傳感物聯技術為主體進行低功耗、集成化、無線化、高精度微納智能感知技術研發，以及相關壓電、光電、熱電、介電、摩擦等電學功能材料器件制備及機理研究，旨在研發應用于人工智能、智慧醫療、智慧環保、智慧家居等高精度集成化傳感系統及自驅動傳感系統。