用量子化学和分子动力学模拟相结合的方法，研究含能材料在极端高温高压条件下的性质和快速反应机理，实现含能材料的高通量筛选和优化。研究微观电子结构与介观或宏观性质的关联，实现材料的多尺度模拟。阐明和预测含能材料所涉及的化学过程和能量释放规律。与实验研究相结合，从复杂的宏观现象中抽象出合理的模型，并加以简化，实现含能材料热点难题的理论突破。此外，还研究纳米材料、有机半导体和太阳能电池材料等新型功能材料。