传热传质学是研究物质的热量及质量传递规律的科学。生物传热学是交叉于生物、热物理、临床医学等诸多领域的最新的学科分支，其核心在于探索生命最基本的特征之一——物质和能量的传输规律并加以有效应用，其内容在临床医学工程领城中具有极其重要的理论意义和应用价值。

面对日益兴起的热医学工程应用，关于活体生物组织中传热传质问题的相关理论与技术的研究和实施早已引起世界各国的高度重视。通过近二十年的发展，实验室在生物传热传质方面有深入的研究和积累，在肿瘤热疗法等多项研究中有突破性进展，并有多种成果走向临床应用。

能源与动力

2002年，实验室申报世界首项液态金属芯片冷却专利；此后长达近二十年的过程中，已申报1000余项专利，覆盖液态金属诸多领域。迄今已做出50余项全新科学发现，并建立了相应理论与技术体系。上百项核心技术突破，如芯片冷却、热量捕获、低成本制氢、电子打印、混合3D金属打印、神经连接、肿瘤治疗、血管造影、注射骨骼、柔性机器等。在世界范围内产生了持续广泛的影响，促成液态金属研究从冷门变热门。

先进热学系统

近年来，随着微纳米电子技术的飞速发展，高集成度芯片、器件和系统等引发的热障问题，成为制约各种高端应用的世界性难题，突破高密度或超大功率器件与系统的散热瓶颈被提高到前所未有的层面。在这一态势下，中国科学院理化技术研究所刘静研究员于2002年首次在芯片冷却领域引入了具有颠覆性意义的通用型低熔点合金散热技术，成为近年来热管理领域的国际前沿研究热点和极具发展前景的新兴产业方向之一。在多年持续探索中，实验室团队逐步构建起了液态金属芯片冷却的一系列基础原理与底层核心技术，初步在常温液态金属冷却领域建立了相应的知识体系。