1、理论方法：（1）范德华分子力场理论方法：将范德华新函数与机器学习结合，发展机器学习分子力场用于药物设计及材料模拟；（2）材料构效关系数智模型：结合数据库、人工智能、专家知识发展可解释性构效关系模型。 

2、碳中和化学：（1）热催化：近常温常压条件下二氧化碳捕获及转化催化材料的设计与制备；（2）机械催化：合成氨、甲烷制氢、二氧化碳加氢还原等反应的机械催化材料的设计与制备；（3）光催化：光催化分解水制氢、二氧化碳还原、合成氨等光催化材料的设计与制备；（4）电催化：电解水与电合成氨催化材料的设计与制备。

3、新能源：锂离子电池、锂金属电池、钠离子电池和钠钾合金电池的电极材料与电解液的设计与制备。 

4、生命健康：（1）药物设计：针对癌症，乙肝，HIV等重大疾病的靶向药物分子设计；（2）疾病诊断传感器：快速诊断呼吸疾病传感器的设计与制备。