相较于以晶体为代表的传统“硬物质”，软材料自组装广泛地存在于自然环境中，并越来越多地被人工材料所借鉴。自然界中，软材料自组装的标志性特征是复杂性，该复杂性同时表现在结构上与行为上，本质是弱相互作用力能够对软物质体系施加显著作用。由此衍生出了生命体中的大量复杂周期及准周期结构。而在人工材料方面，复杂性则更多地体现在环境响应以及自下而上构筑功能材料过程中的阶段性调控。液晶是一种具有良好动态特性的软物质体系，不仅是研究自组装行为的绝佳载体，为生命科学、框架化学等领域提供借鉴，也能够作为纳米图样应用于软光刻等技术当中。

本课题组聚焦于功能软材料的自组装行为，在手性自发产生机制、超晶格与准周期体系行为研究、金属有机框架液晶化以及纳米粒子组装行为调控等领域广泛的开展研究，涵盖了结构表征、行为研究以及功能探索等方向。

手性功能材料是国家优先发展领域，其中多层次手性物质的精准构筑具有非常重要的研究意义，并有望为医药、生物、信息和能源领域提供核心技术支持，提高我国在手性物质研究领域的原始创新力和国际竞争力。

本课题组以超分子手性功能材料为研究对象，结合超分子构筑策略、有机-无机复合、结晶工程等技术与手段建立光学活性材料高效、精准构筑新方法，发展手性功能材料。并在此基础上开发材料在非线性光学、智能驱动器、储能与转化等领域中的应用研究。期望推动高分子手性超材料的发展，为精准和规模创造手性功能材料提供关键技术和理论支撑。

基于人造肌肉驱动器的软体机器人具有形变大，灵活性好，安全性高等优点，在生产操作，智能穿戴，医疗健康，勘探监测等领域有着重要的应用前景。高分子软材料作为一种介于固体和流体之间的物质，因其能够在外界微小的光、电、磁、热、化学刺激下产生巨大的非线性响应，天然地被认为是制造人造肌肉的理想材料。

目前基于传统的商用高分子材料所制备出的人造肌肉往往难以实现固体与流体之间的性质的平衡，从而难以像真正的肌肉组织一样在短时间内产生惊人的爆发力。发展具有功能纳米复合结构的先进高分子软材料对于推动兼具快响应和高负载的先进功能人造肌肉至关重要。

全球高分子材料年消费量超4亿吨，高分子材料已被广泛应用于日常生活、工农业生产、国防军工和航空航天等领域。高分子凝聚态结构是指高分子链之间的排列、堆砌结构，高分子具有长链的特点，松弛运动较慢，容易受外界条件影响进而形成多层次、多尺度的凝聚态结构。高分子凝聚态结构是决定高分子材料宏观性能的重要因素，因此，高分子凝聚态结构的研究一直是高分子科学的难点和热点。

尽管，过去近70年来针对高分子凝聚态结构已开展了大量研究，但目前高分子凝聚态结构的研究仍受限于二维成像表征技术，无法揭示高分子凝聚态结构的真实三维结构信息。基于以上难题，本课题组致力于发展高分子凝聚态结构的表征新技术，通过荧光标记物扩散和高分子结晶控制，构建了高分子结晶形态的成像衬度，利用先进光学三维成像技术发展了高分子结晶形态的三维成像方法学，从三维的视角解析了高分子凝聚态结构，揭示高分子凝聚态结构的演变新机制。