本研究方向以电力设备和交通设施的材料耐久性发展理论为指导，充分利用本室在材料性能评价与分析的优势，从材料耐久性安全评估与工业分析监测机理研究入手，将各种光、电、声等传感分析技术与新型半导体、金属纳米材料等结合在一起，发展了一些新型的用于电力设备和交通设施材料耐久性安全评估和监测的新技术、新方法，为电力与交通等行业或工业领域的安全运行提供了重要保障。而且，火力发电和公路沿线排放的环境污染物及路面沥青材料暴晒下的挥发物，对人们生活环境和健康带来严重影响，如导致呼吸道和皮肤感染及胸闷、头痛等，甚至产生基因突变而形成皮肤癌、肺癌、胃癌等恶性肿瘤，危害人类安全和生存，因此对电力生产和交通运行过程中出现的有害物质进行在线监测、生化分析和环境安全评价显得尤为重要。故本方向还结合纳米材料技术和工业分析手段进行了拓展，发展了电厂水质监测、电厂和公路沿线大气污染物和重金属的快速检测新方法、与基于疾病诊断的致癌基因蛋白检测的传感芯片及相应检测装置的研发，为提出合理的节能减排措施、造福人类做出了重要贡献。

同时，由本重点实验室牵头，联合湖南大学化学化工学院、中科院亚热带农业生态研究所、益阳益华水产品有限公司、广东温氏食品集团股份有限公司等高等院校及企事业单位建立了“微纳生物传感与安全检测协同创新中心”，发展了一些有毒有害物质和致癌基因检测的微纳生物传感分析新方法，不仅有效地拓展了本研究方向在环境、生物和纳米科学领域的广泛交叉和深度研究，而且为发展一些新型的用于电力设备和交通设施材料耐久性安全评估和监测的新技术、新方法提供重要的理论依据和应用指导。

近年来，该方向主要开展了如下四个方面的工作：①交通设施监测新方法，如桥梁健康监测、公路路基和护坡土壤中水分和重金属的快速检测；②电力化学分析新技术，如变压器油中溶解气体的检测和火电厂含硫、含氮物质的监测；③材料化学分析与关联环境健康的安全评价新方法；④组建了“微纳生物传感与安全检测协同创新中心”。该方向完成各类纵向科研项目17项，其中国家科技支撑计划项目子课题“基于物联网的小流域废物流动监控体系研究”1项及国家自然科学基金项目5项，经费共267万元，获中国公路学会科学技术奖二等奖一项，获国家专利59项，其中发明专利3项，发表学术论文40篇，其中一区论文3篇。该方向研究人员参加国际国内会议50余人次，并多次邀请国内外相关专家来校做学术报告并聘请为客座教授。

该研究方向的学术带头人曹忠教授为湖南省高等学校首批认定的“2011协同创新中心”----“现代公路交通基础设施先进建养技术协同创新中心”的骨干成员，也是中国仪器仪表学会微纳器件与系统技术学会理事、中国仪器仪表学会化学传感器专业委员会委员（全国共计46人）、湖南省化学化工学会常务理事、湖南省精密仪器测试学会理事—兼波谱专业委员会副主任，2009年入选教育部新世纪优秀人才支持计划（2013年验收），2011年入选湖南省普通高校学科带头人（2014年验收），担任CEAM 2011国际学术会议共同大会主席和组委会主席，并作大会主旨报告；发表SCI收录论文91篇（其中1区15篇，2区12篇，影响因子IF>3.0的有28篇），EI收录97篇，400多篇次被SCI引证收录。