具体地说，从微观到介观的衔接将最先有可能获得突破。在这一阶段中，研究主要包括以下三个层次，即全原子模型、粗粒化粒子模型、场论方法，对应着从微观到介观的不同尺度。全原子模型对计算量的需求太大。粗粒化粒子模型和场论方法有一个共同的问题，那就是通常要对实际的聚合物体系做一定的近似，而我们又无法预先知道这些近似的好坏，因而计算中所输入的各个序参量很难与实际的聚合物体系相对应起来。这是阻碍应用介观理论解决实际问题的主要因素。如果实现了下一步从介观到宏观的衔接，则有可能用实验上的结果对这些序参量进行反馈、调整，从而与实际的聚合物体系对应起来。
在从介观到宏观方面，借助于非平衡态热力学理论建立一系列的本构模型，来更好地描述牛顿共混体系界面动力学、相形态和力学量之间的关系。这些本构方程的建立将对多相、多组分体系的宏观流动分析奠定基础。随着近年来人们对复杂流体及软物质系统的深入研究，这方面在未来几年内可能取得很大的进展，包括各种体系的本构方程的建立，复杂相形态本构模型的建立，以及跨介观和宏观尺度的快速数值分析方法的建立与应用。
国家自然科学基金委员会顺应科学发展态势，由化学科学部、数理科学部和工程与材料科学部联合设立了“聚合物凝聚态的多尺度连贯研究”重大项目。
该领域的最终目标，是把在多个尺度上，即从微观到介观、再到宏观等不同尺度上发展起来的研究聚合物性质的方法贯穿起来。将前一个尺度的输出，作为下一个尺度的输入，来研究聚合物结构与性能的关系。由于现有理论本身的限制以及计算量上的限制，在不同的尺度间存在一些理论上的断层。本项目的基本思路是，用实验数据填补这些断层，从而可作为下一个尺度的输入；同时，将不同尺度上理论上所给出的可观测量以及最终给出的可观测量与实验结果比较，对上述尺度上的输入给出反馈，以修正最初的输入，直至得到符合实验结果的输出。最终的目的，是建立一个从微观到宏观一致贯穿的平台，以期对聚合物材料的设计、加工、应用给出理论上的指导。
这一项目的战略意义，不仅在于从根本上促进聚合物材料工业的发展，同时也为高分子科学、软物质复杂系统物理以及计算数学等基础研究领域开辟新的起点和方向，为材料科学的深入发展奠定基础。
本领域的研究必将大大推动我国高分子凝聚态物理的进一步发展。将现代凝聚态物理、计算科学、高分子科学和材料科学研究的队伍通过重大项目集中在共同科学目标上，形成优势，有望取得真正具有重大意义的研究成果。
2.图形理论
杨玉良与他的合作者推广并建立“高分子链的静态和动态行为的图形理论”，将各种复杂的拓扑和共聚结构高分子链的构象统计和黏弹性的分子理论归结为对其拓扑图形的简单图形操作，并可获得具有复杂拓扑结构的均聚和共聚高分子的重要物理行为，如，应力松弛模量、储能模量、损耗模量、回转半径及其分布等。同时，图形理论还使得对不同拓扑结构的高分子链的黏弹性和构象统计理论处理具有统一、完美的形式。采用图操作方法还获得了许多前人所未能获得的新结果。
3.无定型聚合物复合体系力学性能的多尺度计算
多种高分子复合形成聚合物合金体系仍是目前进行高分子性能改性的重要途径。过去主要是通过反复实验获得综合性能好的复合体系，而且，从一个体系获得的经验不一定能用在其他体系中。需要研究的问题包括：每个聚合物合金体系复杂的本构行为；微结构中具有代表性部分的复杂几何学；微观形变行为与宏观形变行为之间关系中未知的部分。目前主要采用有限元分析方法进行研究。通过建立运用合适的玻璃态聚合物本征行为的本构方程，已能够对均相和非均相聚合物体系的力学响应如屈服、应变软化与应变硬化等进行理论分析。所用方法包括代表性体积元、层和多层次有限元方法、能预测脆韧转变等。这种理论分析已可以给出为获得韧性聚合物对非均相聚合物体系微结构进行优化的可能方向。
4.今后需进一步开展计算模拟的研究领域
深入理解高分子降解过程，涉及含反应的场论方法；基于量子力学进一步研究聚合反应如成环过程、酯交换过程等；对现有场论方法是否可直接准确预测混合物热力学性能进行研究；进一步改进能预测玻璃态聚合物体积温度关系的场论方法；进一步完善用于预测分子药物在无定形高分子中的扩散和溶解的计算模拟方法。
(1)创新研究群体提出的计算模拟杨玉良为学术带头人的创新研究群体提出拟进行下列计算模拟研究。
①深入开展多相复杂流体的相分离形态及其动力学的研究不相容组分间的相分离是多组分体系的特点，也是生物细胞内生命活动的基本过程。由于生命体系的复杂性，组分间的相容性和黏弹性反差等形态生成的要素，也将是细胞这个开放体系的细胞膜动力学的决定因素。由于生化物质问的黏弹性行为有巨大的差别，而他们的已有研究结果表明这些差别将导致复杂的时一空形态。含有生化物质问的黏弹性差别的开放体系的形态及其生成动力学是他们原有研究工作的自然延续和深入，也是解决生命体系的形态及其生成动力学，乃至生物功能的基础。
②通过对相分离与化学反应耦合过程的形态及其动力学研究来探讨生物形态生成的本质通过高分子本身的自组装性质，如嵌段共聚物等，再通过一定的化学反应来制备在溶液中能长时间稳定的胶束、纳米材料或人工模拟生命细胞一直是国际学术界的热点，具有极为广泛的应用前景，但这方面的研究还没有成功的理论手段来预测和设计这种材料的制备过程、材料的复杂形态结构和性能。目前该创新研究群体已开始运用合理的非平衡统计力学理论和计算机模拟方法来开展这方面的工作。细胞等生命体系不仅是由大量生物大分子形成的异相体系，而且还耦合着大量复杂的线性和非线性的化学反应。它构成了一个反应扩散相分离三者的耦合体系。由于相分离和复杂的线性和非线性化学反应的耦合，各种组分的物质在细胞内形成特有的时－空分布。这种结构通过化学反应、扩散以及与外界的物质交换来维持其正常的生物功能和生命活动。因此他们认为，在普里高津学派的理论模型中忽视了非常重要的，因不同反应物间的热力学相容性差别而导致的相分离因素对形态发生与生物功能的影响。若将复杂的非线性化学反应耦合进这类复杂体系，并将组分间的黏弹性差别以及自由边界(膜的动量守恒)条件考虑在内，有可能重现细胞的生长和分裂的自发过程，也有可能对复杂生命体系的各类形态生成过程等生命现象深入认识具有极为重要的意义。
③反应－扩散－相分离复杂体系的实验模型
该创新研究群体认为有必要对一些理论的模型体系来构造合适的、简单的实验模型，并针对该实验模型体系开展探索性研究和理论模型的验证工作。该创新研究群体确信能够通过一些合理的模型体系的理论和实验研究定能导致对生命体系的形态发生及其动力学行为的更为深入的认识，力争在生命体系中的形态生成、细胞分裂及其功能等复杂问题的理论研究方面取得突破性进展，在高分子凝聚态研究领域争创国内领先、国际先进的学术地位。
(2)蛋白质构象计算模拟“Polymer”(《聚合物》)最近出版了一期蛋白质构象计算模拟的论文专集。这一领域将是高分子理论物理发展的重要方向，具有高分子背景的理论工作者在此领域将大有用武之地。
目前，高分子理论计算模拟的论文出现在每一期的重要国际期刊上，表明此领域的研究十分活跃。
