多相材料的界面和传递过程
本研究方向重点研究在多尺度范围内揭示复合材料结构、性能与制备的关系，并对过程设计、生产加工的流程进行优化，构建面向复合材料的界面和传递理论基础。研究内容包括：
1）复合研究材料的分子设计与相态设计，通过实验和模拟相结合揭示材料的构效关系，从而实现根据最终材料的性能要求裁剪、构筑材料的分子结构和相态组成的目的；
2）材料界面分子传递现象研究，研究材料微结构传递和反应物与材料间相互作用规律以及该规律与宏观环境的变化关系，建立材料功能与微结构的定量关系；
3）复合材料及其制备过程的多尺度耦合研究，研究不同种类材料微观/介观尺度下相互作用的基本规律，获得材料制备和应用过程中微观/介观层面的相结构及演变过程和机理，结合多相流动、混合和传递的多尺度实验和CFD研究，多尺度结构的形成和多尺度传递之间准确耦合，为新材料的制备与应用提供理论基础和关键技术。
多相材料的晶相转化与调控
本研究方向重点研究聚合物溶液的结晶与结晶调控关系，尤其是利用外场、外源物小分子调控聚烯烃、聚酯等材料的结晶性能。研究内容包括：
1）超临界流体技术对结晶与结晶调控的作用。使用超临界流体技术调控材料的结晶。化学材料、能源材料和医药对微粒的晶形、粒度和粒度分布的要求越来越高，超临界流体技术调控材料的结晶为此提供了广阔的开发空间。
2）小分子添加剂对多晶材料结晶的调控作用。小分子添加剂能够简单而高效地调控聚合物晶体结构，从而实现材料的高性能化。研究围绕有机小分子成核剂微纳结构构筑方式；有机小分子成核剂与聚合物大分子性能间的构效关系；有机小分子成核剂与聚合物大分子之间的相互作用关系几个方面展开。
3）计算机模拟结晶过程与结晶调控。结晶过程模拟是通过建立结晶过程的数学模型，计算粒子特性、溶液特性等时变量的过程响应。模拟可以在短时间内研究操作参数对结晶的影响，是过程研究的一条捷径。
材料化工中的流变学和多尺度模拟
本研究通过对材料微观/介观尺度下存在的基本规律进行研究，获得材料制备和应用过程中微观/介观层次的相结构及演变过程和机理，从而提供材料技术应用的理论依据，为新材料的制备与应用提供理论基础。研究包括：
1) 材料的流变学研究。材料的流变性能与其形成过程流变学密切相关。通过分子设计研制高性能化聚合物或改性天然产物稠化剂，研究稠化剂溶液交联凝胶材料或自组装材料（表面活性剂或疏水聚合物等）形成过程流变动力学，揭示形成过程中流变学性质随时间和微观结构的变化关系。
2) 材料的多尺度模拟。由于材料微结构及其演化在空间和时间分布范围很大，需要采用不同尺度下的模拟以获得材料性能的完整表征和正确预测。通过采用量化计算、分子模拟以及介观模拟等方法，对材料微观/介观尺度下存在的基本规律进行研究，揭示材料制备和应用过程中微观/介观层次的相结构及演变过程和机理，获得材料在宏观上体现的性能，从而提供材料技术应用的理论依据。
