聚焦蛋白质、RNA、DNA 及其复合体系在细胞环境中通过多价相互作用形成动态凝聚体的物理机制、调控规律与功能后果。该方向以液-液相分离、液-固转变、凝胶化、老化和病理聚集等过程为核心，研究序列特征、电荷分布、疏水性、芳香相互作用、构象柔性、翻译后修饰以及环境因素如何共同决定生物大分子的相行为和凝聚体性质。不仅关注凝聚体形成与转变的基本物理图像，还进一步面向相行为预测、分子调控和功能设计。通过分子动力学模拟、粗粒化建模、多尺度模拟、相图构建、机器学习和实验数据整合，建立从“分子序列—相互作用网络—凝聚体结构—动态性质—生物功能/病理后果”的系统关联。相关研究可用于理解无膜细胞器形成、信号调控、应激响应、RNA 代谢、神经退行性疾病相关蛋白聚集等生命过程，并为调控病理凝聚体、设计人工无膜细胞器、开发相分离调控分子和构建智能生物材料提供理论基础与计算设计策略。

聚焦由二肽、三肽及其他超短肽构成的最小生物分子体系，探索其如何在特定环境条件下通过氢键、疏水作用、π–π 堆积、静电相互作用和溶剂效应，自发形成纳米纤维、纳米管、囊泡、片层、水凝胶等多样化有序结构。本方向不仅关注自组装过程的分子识别、成核、生长、相分离和形貌转变机制，更进一步面向组装行为的预测、序列与结构的理性设计，以及功能材料和生物医学应用的开发。核心目标是建立从“短肽序列—分子相互作用—组装路径—纳米形貌—材料功能”的系统关联。通过分子动力学模拟、粗粒化建模、增强采样、自由能分析、机器学习预测与实验数据整合，构建可用于预测短肽组装倾向和组装形貌的理论与计算框架；在此基础上，发展可编程短肽设计策略，实现对纳米结构、响应行为、稳定性和功能性质的精准调控。相关研究可服务于药物递送、组织工程、抗菌材料、生物传感、智能响应材料和仿生纳米器件等应用方向。

聚焦药物分子与蛋白质、核酸及生物膜等靶标的识别与调控机制，综合运用分子模拟、自由能计算、网络药理学、人工智能和实验验证，解析药效、选择性与毒性的分子基础，并据此开展先导化合物发现、结构优化与安全性导向的理性药物设计。