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。

液晶材料作为信息显示领域的核心，正朝着多功能化、智能化方向迅速发展。其中，将具有优异光物理性质的染料分子引入液晶体系，通过系统调控染料分子的聚集行为与组装结构，可以通过多级组装精准构筑具有刺激响应、发光、能量转移、量子态调控等新功能的前沿材料，有望为新一代显示技术、智能传感与信息加密等领域提供创新解决方案。

本课题组以染料液晶为核心研究对象，致力于通过精密的分子设计合成、可控的分子聚集与组装过程以及先进的物质结构与光学表征技术，揭示其多级组装机制与光电性能之间的内在规律，发展具有低熔点、高度有序、强发射、易取向等特性的新型染料液晶体系，并探索其在智能调光器件、光电信息存储等前沿领域的应用，旨在推动液晶材料从传统显示向高端功能器件的跨越。

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。