1、复杂聚合物溶液的输运、分离和凝胶化行为
　　高分子在溶液中的输运和分离过程对高分子材料的纯化具有十分重要的意义。为了明晰不同结构高分子链的分离过程，我们利用分子动力学方法研究了线形、三臂星形和环形高分子单链在溶液中的性质，获得了拓扑结构对高分子分子尺寸和扩散行为的影响规律，在此基础上，我们进一步利用分子动力学研究了溶剂尺寸效应对高分子溶液性质的影响，预测了临界溶剂尺寸的存在，并推测了其可能的物理成因。为了获得不同拓扑结构高分子的分离条件，我们进一步利用耗散粒子动力学模拟方法研究了具有不同臂数的星形高分子在管道中的流动和输运过程。结果表明，在相同尺寸的条件下，臂数较多的高分子会首先流出管道，这为不同拓扑结构高分子的分离提供了一定的理论参考。另一方面，聚合物凝胶材料在食品、化妆品以及日常用品等领域有着非常广泛的应用前景，因而，明晰聚合物溶液体系的凝胶化过程和凝胶化机理能够帮助我们合理设计和开发新型的聚合物凝胶材料。基于此，我们利用流变仪、红外光谱、核磁共振等手段研究了聚合物溶液体系的凝胶化过程，同时利用计算机模拟的手段分析了凝胶材料的结构，并对不同结构凝胶材料的力学性能进行了预测，给出了凝胶材料结构和力学性能之间的定性关系，为聚合物凝胶材料的设计提供了可靠的理论指导。

　　2、复杂嵌段共聚物凝聚态结构转变及动力学
　　嵌段共聚物能够自组装形成多种有序结构，这些有序结构在纳米模板、纳米阵列等领域具有重要的应用价值。而随着合成技术的发展，具有复杂链结构的嵌段共聚物体系已经能够很容易地合成出来。因此，针对一些具有复杂链结构的嵌段共聚物，研究其相分离行为具有非常重要的理论及现实意义。自洽场理论是描述高分子复杂流体相行为最精确的平均场理论之一，其优点在于能够考虑高分子链的拓扑结构和序列分布等特点，因此特别适合用来研究具有复杂结构的嵌段共聚物及其共混体系的相行为。我们发展了格子和非格子自洽场理论，研究了π形嵌段共聚物、H形嵌段共聚物和梳形嵌段共聚物等柔性嵌段共聚物体系以及线棒二嵌段、线棒线三嵌段、T形线棒二嵌段体系的自组装行为，计算了体系的相图，并预测了体系的新颖的有序形貌。为了进一步研究嵌段共聚物发生微相分离行为的动力学过程，我们提出了将格子波尔兹曼方法（LBM）同自洽场理论相结合的多尺度研究方法，应用此方法，对嵌段共聚物以及共混物体系的相分离过程进行了研究，发现流体力学效应能够对相分离动力学行为产生十分重要的影响。

3、胶体玻璃和胶体晶体材料的设计和性质研究
　　胶体粒子体系在日常生活中随处可见，从日用的墨水，油漆，涂料，再到血液、牛奶、土壤等，其中的很多问题都和胶体的转变有关。另一方面，胶体的固化问题一直是凝聚态物理中的焦点问题。液体在一定条件下，既可以经历玻璃化转变为无序的玻璃，也可以经历结晶过程转变为有序的晶体。然而到目前为止，人们对于胶体粒子体系的固化过程以及固化结构的理解还极为有限，从而大大限制了其在日常生活中的应用。因此，利用现有的理论模拟及实验技术，系统地研究胶体粒子体系的固化过程，分析其结构演化规律，不仅能够推动整个凝聚态物理领域的发展，同时有着极其重要的现实意义。基于此，我们首先利用分子动力学模拟办法研究了硬球胶体体系的玻璃化转变行为，发现玻璃态结构中仍然存在着少量的有序区域。除此之外，我们还采用了基板诱导的办法研究了硬球胶体的结晶行为，发现在方形基板的诱导下，胶体体系可以结晶成为立方体心结构，而该结构在本体情况下被认为是不稳定的。除此之外，非中心对称胶体粒子在近年来得到了大量的研究，其中最具有代表性的是Janus胶体。Janus胶体可以组装形成多种丰富的相结构，这些结果能够为胶体玻璃和胶体晶体材料的设计提供可靠的理论指导。针对Janus胶体体系，我们在软球模型的基础上，巧妙地引入了各向异性因子，成功地描述了Janus胶体粒子之间的非中心对称相互作用，同时，模型中的参数还能够和聚合物球的弹性模量相对应，这样，我们的模型就可以描述具有不同软硬度的Janus胶体体系。基于我们发展的模型，我们系统研究了两嵌段类型、三嵌段类型以及反向三嵌段类型的Janus粒子的聚集行为。通过改变Janus胶体的软硬度、相互作用以及对称性，我们获得了十分丰富的聚集态结构。我们不仅重现了实验中观察到的网络状结构以及Kagome结构等等，同时还预测了许多实验中还没观察到的新颖结构。我们的研究能够为新型胶体材料的设计提供必要的理论指导。

副研究员：
　　李占伟，zwli@ciac.jl.cn, 主要研究方向：复两面神胶体粒子的凝聚态结构及组装

助理研究员：
　　付翠柳，clfu@ciac.jl.cn, 主要研究方向：复杂结构高分子在溶液中的性质及其分离

博士生：
　  李良一（2008级），lyli@ciac.jl.cn，主要研究方向：聚合物溶液体系凝胶化行为的Monte Carlo模拟
　  谢宇（2008级），yxie@ciac.jl.cn, 与吉林大学联合培养，主要研究方向：嵌段共聚物凝胶化过程的实验和模拟研究
　  邹志明（2010级），zmzou@ciac.jl.cn, 主要研究方向：剪切对聚合物共混体系相行为的影响
　  高慧敏（2011级），hmgao@ciac.jl.cn, 主要研究方向：剪切对聚合物溶液体系凝胶化行为的影响
　  李冰（2011级），bingli@ciac.jl.cn, 主要研究方向：环形高分子的标度行为
　  牛冉（2012级），rniu@ciac.jl.cn, 主要研究方向：胶体粒子的玻璃化转变行为
　  宋敬川（2012级），jcsong@ciac.jl.cn, 主要研究方向：胶体的结晶及组装

硕士生：
　  李艳伟（2011级），ywli@ciac.jl.cn, 主要研究方向：胶体的玻璃化转变行为模拟
　  潘 登（2012级），dengpan@ciac.jl.cn, 主要研究方向：胶体的结晶行为模拟

毕业生研究去向：
1.　欧阳文泽，中科院力学所 副研究员
2.　杜夕彦，北京蓝海黑石科技有限公司，技术总监
3.　宋凯绪，美国Kansas大学博士后
4.　汤建凯，北京科技大学 博士后
5.　叶祥贵，美国University of Tennessee博士后
6.　李子奇，中科院化学所 博士后
7.　杨永彪，韩国UNIST研究院，博士后，现为德国Darmstadt大学博士后
8.　付翠柳，中科院长春应化所，助理研究员
9.　孙德文，德国Georg-August-University of Goettingen，博士后
10.　徐文生，美国芝加哥大学，博士后
11.　李占伟，中科院长春应化所，副研究员