本团队致力于研究能源材料（电池电极）界面的电荷传输机制、界面设计、表征技术和器件应用，以及生物高分子水合界面的分子相互作用、动态行为和功能调控。利用和频振动光谱及其它超快光谱方法开展表界面物理化学科学研究。

能源材料界面和生物高分子水合界面是材料科学和生命科学交叉领域的关键科学问题。通过精准调控界面原子/分子排布和相互作用，可实现电荷高效传输、离子选择性输运和生物分子特异性识别等核心功能，这对发展高性能储能器件和生物医学材料具有重要意义。界面科学的突破将推动新能源技术和生物高分子领域的发展。目前，界面动态过程观测困难、多尺度机制认识不足、精准调控手段缺乏等问题制约了相关材料的性能突破和应用拓展。

为解决上述挑战，本团队从基础理论、表征技术、材料设计和器件应用四个维度开展研究。在理论模拟方面，致力于发展跨尺度计算方法，结合介质模型，揭示电极/电解质界面的电荷转移机制和高分子/水界面的动态氢键网络演化规律，建立界面结构与功能的构效关系。在表征技术方面，着力开发原位/工况下的界面研究新方法。利用和频振动光谱等技术，实时观测电池充放电过程中的界面演化，解析高分子水合界面的分子动力学行为；发展高时空分辨的表征手段，捕捉界面动态过程的瞬态信息。在材料设计方面，基于对界面机制的深入理解，设计新型功能材料。针对电池体系，开发具有定向离子通道的固态电解质和自适应界面层；针对高分子膜和催化剂等材料，设计具有可控水合动力学的高分子界面，实现生物相容性与功能性的统一。在器件应用方面，将界面调控策略转化为实际性能提升。开发高能量密度、长寿命的电池体系，推动新能源存储技术发展；设计高分子材料，用于催化、水处理和生物医用领域。