本项目主要以纳米流体材料为研究基础，系统研究纳米流体在微观受限空间中的微纳米力学响应、多相流体力学响应以及能量转换机制，同时根据不同应用领域的要求，利用材料工程、表面工程等技术对纳米流体材料进行优化设计。本项目整合多尺度与多场模拟方法以及相应的实验方法和设备，涉及分子动力学、非平衡相场理论、有限元、计算流体力学等多种计算方法以及力、热、电等多场耦合，所设计的跨尺度计算平台不仅适用于本项目研究，同时对其他类型跨尺度问题的研究也具有重要的指导意义。本项目主要创新点有：1、首次提出了纳米流体能量转换机制，利用纳米材料超大表面积与微观条件下的流固耦合特性，该材料的能量吸收效率可达100J/g以上，为当前传统吸能材料的数十倍乃至上百倍以上，极具远见地的指出了了高性能防护结构和高能量密度、高变形能力驱动结构的研究方向；2、系统研究了纳米流体的能量吸收和驱动机理，揭示了流体在微孔中奇特的输运、渗透、反渗透特性，全方位研究了不同材料参数和环境参数对其性能影响，建立了相应的材料属性数据库；3、发展了一种多空间和时间尺度的模拟方法，把分子尺度的第一原理模拟/分子动力学模拟，介观尺度的非平衡相场理论以及宏观尺度的均匀化连续介质模型和有限元模拟有机结合，该模拟设计平台不仅适用于纳米流体的理论研究，同时也可用于当前活跃的各类跨尺度研究内容。本项目所研究的纳米流体吸能材料得到了学术界的广泛关注，发展了新的纳米流体理论以及阐述了机械能、电能、热能之间的能量转换机理，相关研究成果发表在物理评论快报PRL（影响因子8.462）和能源与环境科学ENERG ENVIRON SCI（影响因子29.518）等杂志上。这些工作得到了众多高水平高影响因子文章的引用，包括英语皇家化学会所收录的物理化学和化学物理杂志（PCCP）的引用，以及物理力学方面权威杂志物理评论快报PRL上文章的引用。本项目的研究内容目前已和陕西煤业化工技术研究院展开推广合作，致力于汽车安全防护产品的开发。此外，已有数个中、美电力相关集团，包括华能集团、葛洲坝集团、陕煤集团、通用汽车、波音公司等对本项目纳米流体安全防护材料表示了浓厚兴趣。后续本项目将进一步把纳米流体力学推广到能源生产和环境领域，在海水淡化、污水处理、二氧化碳捕集存储、生物质燃料、酸性天然气开采等方向用全新的力学视角阐释机理并进行推广应用。本项目研究的纳米流体吸能材料在军事、民用上都有非常重要的应用，如武器装甲、防弹衣、汽车保险杠以及各种减震系统等。下面仅以车用安全防护为例，对预期产品的市场进行分析：中国正在成为全球汽车零部件的生产基地。在全球汽车工业价值链中，汽车零部件价值就已占总价值链的50%。在我国，汽车零部件经过三个阶段的发展，工业增加值速度远远高于GDP的发展速度，2011年市场表观需求额为16000亿元左右，出口额突破16亿美元，进口额为18亿美元，而且市场规模还在不断扩大。2011年整个汽车零配件工业总产值达到将近15000亿，汽车产业已经成为我国国民经济中一个重要的支柱产业，而汽车零部件工业是整个汽车工业中上游产业，它在整个汽车工业链中占据越来越重要的位置。此外，纳米吸能材料的成果产业化，将带动与之相关的化工原料、封装工业、成品加工等行业的发展，从而形成新的产业链和产品销售服务体系。项目研发的纳米流体材料可以进一步研发先进的余热废能回收技术，具有非常大的市场潜力。研发产品将能提高对能量的利用转化效率，具有重要作用进一步降低生产与生活中的环境污染，提高人民群众生活质量、促进城市的可持续发展。项目研发的产品具有高效吸能防护、价格低廉、效果显著外，还兼具绿色环保特点，在当前“以环境代价换取GDP”的社会发展困境下，将产生巨大的社会效益。