本研究方向以電力設備和交通設施的材料耐久性發展理論為指導，充分利用本室在材料性能評價與分析的優勢，從材料耐久性安全評估與工業分析監測機理研究入手，將各種光、電、聲等傳感分析技術與新型半導體、金屬納米材料等結合在一起，發展了一些新型的用于電力設備和交通設施材料耐久性安全評估和監測的新技術、新方法，為電力與交通等行業或工業領域的安全運行提供了重要保障。而且，火力發電和公路沿線排放的環境污染物及路面瀝青材料暴曬下的揮發物，對人們生活環境和健康帶來嚴重影響，如導致呼吸道和皮膚感染及胸悶、頭痛等，甚至產生基因突變而形成皮膚癌、肺癌、胃癌等惡性腫瘤，危害人類安全和生存，因此對電力生產和交通運行過程中出現的有害物質進行在線監測、生化分析和環境安全評價顯得尤為重要。故本方向還結合納米材料技術和工業分析手段進行了拓展，發展了電廠水質監測、電廠和公路沿線大氣污染物和重金屬的快速檢測新方法、與基于疾病診斷的致癌基因蛋白檢測的傳感芯片及相應檢測裝置的研發，為提出合理的節能減排措施、造福人類做出了重要貢獻。
同時，由本重點實驗室牽頭，聯合湖南大學化學化工學院、中科院亞熱帶農業生態研究所、益陽益華水產品有限公司、廣東溫氏食品集團股份有限公司等高等院校及企事業單位建立了“微納生物傳感與安全檢測協同創新中心”，發展了一些有毒有害物質和致癌基因檢測的微納生物傳感分析新方法，不僅有效地拓展了本研究方向在環境、生物和納米科學領域的廣泛交叉和深度研究，而且為發展一些新型的用于電力設備和交通設施材料耐久性安全評估和監測的新技術、新方法提供重要的理論依據和應用指導。
近年來，該方向主要開展了如下四個方面的工作：①交通設施監測新方法，如橋梁健康監測、公路路基和護坡土壤中水分和重金屬的快速檢測；②電力化學分析新技術，如變壓器油中溶解氣體的檢測和火電廠含硫、含氮物質的監測；③材料化學分析與關聯環境健康的安全評價新方法；④組建了“微納生物傳感與安全檢測協同創新中心”。該方向完成各類縱向科研項目17項，其中國家科技支撐計劃項目子課題“基于物聯網的小流域廢物流動監控體系研究”1項及國家自然科學基金項目5項，經費共267萬元，獲中國公路學會科學技術獎二等獎一項，獲國家專利59項，其中發明專利3項，發表學術論文40篇，其中一區論文3篇。該方向研究人員參加國際國內會議50余人次，并多次邀請國內外相關專家來校做學術報告并聘請為客座教授。
該研究方向的學術帶頭人曹忠教授為湖南省高等學校首批認定的“2011協同創新中心”----“現代公路交通基礎設施先進建養技術協同創新中心”的骨干成員，也是中國儀器儀表學會微納器件與系統技術學會理事、中國儀器儀表學會化學傳感器專業委員會委員（全國共計46人）、湖南省化學化工學會常務理事、湖南省精密儀器測試學會理事—兼波譜專業委員會副主任，2009年入選教育部新世紀優秀人才支持計劃（2013年驗收），2011年入選湖南省普通高校學科帶頭人（2014年驗收），擔任CEAM 2011國際學術會議共同大會主席和組委會主席，并作大會主旨報告；發表SCI收錄論文91篇（其中1區15篇，2區12篇，影響因子IF>3.0的有28篇），EI收錄97篇，400多篇次被SCI引證收錄。