本项目针对目前出现的石墨烯/聚合物纳米复合材料界面性能影响因素研究不够系统全面，整体力学性能微观增强机理不明确等问题，基于分子动力学方法，在全原子体系中系统研究石墨烯化学改性以及石墨烯二维几何形状对石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料界面性能的影响；采用粗粒化技术研究石墨烯/聚合物珍珠层仿生结构中石墨烯形状、重叠距离、层数、层间厚度等因素对复合材料界面及整体性能的影响。解决了高性能纳米复合材料增强机理不明的难题，形成了独立自主的知识产权。
(1)研究了石墨烯化学改性对界面力学性能的影响规律。发现羧基对界面的增强效果最强，甲基最弱；官能团浓度越大增强效果越明显，缺陷直径大于 10.6Å 时对界面有增强效果。(2)研究了石墨烯几何形状对界面力学性能的影响规律。建立了不同几何形状石墨烯/聚合物界面载荷传递模型, 阐释了不同几何形状石墨烯的界面增强机理。研究发现梯形和锯齿形石墨烯对界面的增强效果强于矩形石墨烯。(3)采用粗粒化技术，研究了石墨烯形状及排布方式对复合材料界面及整体力学性能的影响规律。研究发现改变石墨烯排布方式（如增加石墨烯间重叠距离等）可以提升复合材料整体力学性能，为仿珍珠层石墨烯复合材料的设计提供理论支持。
本项目在 Nano energy，Computational materialsscience 等国际知名期刊发表SCI 检索期刊论文 6 篇，授权国家发明专利 3 项。