1. 开发并拓展GPU加速高性能多尺度模拟软件：自主研发的GALAMOST软件受到国内外学者的广泛使用，目前已成为分子动力学模拟方法的国际主流软件之一。国际国内同行利用该软件开展的研究工作已经在JACS、Angew. Chem.、Science Advances、ACS Nano、Macromolecules等期刊发表研究论文60余篇。

2. 高分子多层次结构调控及动力学机制：发展高分子链以及高分子胶体的粗粒化模型和相应的模拟方法，阐明高分子以及高分子胶体多层次聚集态结构的形成与调控机制，为新型功能高分子材料的设计提供新思路。

3. 高分子纳米复合体系的性能优化及内在机理：针对高分子/纳米粒子体系，深入理解纳米粒子对复合体系性能的增强机制以及新功能的调控机制，为高性能以及高功能性高分子复合材料的开发提供最优解决方案。