1. 界面催化反应的理论计算与模拟 （1）用第一性原理的计算方法，在微观尺度通过密度泛函理论对有机分子在纳米催化剂表面和界面的吸附结构、电荷转移以及随后在加热和光照条件下的C-H键活化和C-C偶联的反应机理进行计算和模拟 （2）在介观尺度上，通过结合密度泛函理论与蒙特卡洛模拟和机器学习等统计学方法，对有机分子在不同温度和压强条件下，在表、界面上发生的薄膜生长、自组装行为的进行理论模拟和研究 2. 温和条件下能源分子相互转化的催化剂发展 （1）光、电催化的水解、二氧化碳还原、合成氨等反应的机理研究和纳米催化剂的发展 （2）通过烷烃的选择性脱氢和炔烃的半加氢制备烯烃的实验与理论研究 3. 物理化学领域AI科研的计算软件和计算平台的开发 （1）分子动力学力场参数的发展（基于机器学习和大数据分析） （2）智慧科研平台的搭建以及相关数据库与软件的开发