聚焦空、天、地、海多场景应用，针对高低温交变、高紫外辐照、高载荷、高压等极端服役环境，以“功能层改性-界面调控-功能一体化”为主线，以多尺度界面行为与多场耦合失效机制为核心科学问题，系统开展材料体系设计、高惰性表界面强化制造、功能化改性设计一体化集成技术和服役可靠性评价全链条研究，重点突破以下方向：

   （1）多尺度界面增强与轻量化结构设计

面向浮空器囊体材料、石油储运用海洋软管、储油囊等应用对高比强度与长期服役可靠的迫切需求，聚焦轻质高强协同优化矛盾，开展高性能骨架纤维表面物理刻蚀、化学接枝及仿生锚固等协同改性技术研究，揭示纤维/基体界面微观应力传递与耗散机制；通过构筑梯度过渡层与互穿网络界面结构，实现层间结合强度提升，并同步降低界面缺陷引发的应力集中，最终达成多层复合材料在拉伸、撕裂及剥离载荷下的层间协同承载与轻量化设计目标。

（2）功能改性设计与一体化集成技术

针对典型应用场景的环境特征，开展多层复合材料的多功能化定向设计，涵盖光热调控、自修复、高耐候、阻燃、抗霉菌、减阻等功能化改性设计与研究，系统研究功能填料分散态、界面相容性等对整体性能的耦合影响，发展共挤出、层压复合成型与梯度涂覆等一体化制备工艺，实现功能层与结构层的无缝集成，确保材料在服役全程中功能稳定性与可靠性同步提升。

（3）柔性复合材料应用技术研究

成功研制集蠕变、高低温、紫外线、臭氧于一体的平流层复杂环境模拟综合老化试验箱，推动材料可靠性评价由常规单因素老化升级为四因素耦合综合评估，显著提升评价结果的有效性与准确性。制定了《平流层飞艇囊体材料测试方法》（GFB2034-2019）和浮空器囊体材料力学性能试验方法》（GJB10762-2022）两项测试标准，推动行业从“经验化应用”向“标准化发展”转型，为保障囊体材料综合性能的可靠性提供核心标准支撑。

研制了囊体材料快速修补技术，通过分子结构设计自主研发了第Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ代修补剂，通过喷涂即可在囊体材料表面形成一层保护膜，增重约7g/m2的情况下，修补后材料气体阻隔性能恢复至初始值。同时，具有优异的环境适应性、耐揉搓性及更环保、更安全的优点，可满足室内封闭空间大面积修补施工要求。