本课题组以高分子化学与物理为基础，以多学科领域中的交叉研究为导向，应用国家大科学装置实验平台，阐释复杂体系中“化学组成--多相态结构--功能性质”之间的关系。具体方向包括：

1. 复杂体系中的静电作用

能源材料和生命活动中，常常伴随着离子的静电作用。例如：高分子固态电解质就是将无机盐分散在高分子基体中，从而实现安全、高效的离子传输性能；细胞中的生命活动也离不开静电作用，其中不同浓度、不同类型的离子不断调节生物大分子的组装结构及其功能性质。然而，人们迄今对静电作用的认识，尚不足以完全理解这些复杂体系中的结构与功能。

本实验室通过合成方法调节高分子的化学组成，结合激光、X光以及中子散射等先进表征技术，研究静电作用对高分子相转变及其相态结构的影响，并拓展至离子传输、高分子-蛋白质共组装等实验体系，实现高分子基础研究与其它领域的交叉融合。

2. 复杂界面上的相态结构

复杂体系中，必然存在界面，而界面往往与物质本体具有显著的物理化学性质差异。所以，有人说：“上帝创造了物质，而魔鬼发明了界面。”能源材料和生命活动中也伴随大量界面。例如：能源材料的电极与电解液接触面，就是典型的固-固或固-液界面；细胞膜和其中的细胞器与基质形成了多相体系，通过各种液-液界面实现物质交换和信号传输。界面上的相态结构决定其物理化学性质，是多个学科共同关注的重点研究方向。

本实验室通过微流控及3D打印等微尺度加工技术，实现对复杂界面的构建和调控，研究液-液界面上高分子的结晶和相分离行为，并拓展至静电界面与高分子-蛋白质共组装体系，探索其中的共性科学问题。