本研究方向主要开展高品质纱线成形机理与技术、功能纺织品的结构设计与机理、高性能纤维的先进织造、少废水或无废水染色机理与技术等方面的应用基础研究，通过先进制造的原理创新和技术创新，实现纤维制品制造技术的高品质、高性能、多功能和生态环保等目的，建立先进制造技术方法和手段，推动纱线、织物、织造、复合材料、染整等制造过程更加适合航空航天、军事、能源、生物医用、环境等领域的应用需求。
具体研究内容：
（1）纤维成纱的新方法和新技术
在自主研发的嵌入式复合纺纱技术和柔顺光洁纺纱的基础上，开展基于纺纱多单元机微结构有效协同调控纤维的行为进行新的纺纱研究，从而获取纺纱微结构有效协同机制，构建出预串联式多重递进的集聚纺纱理论受力模型，揭示纤维在多单元集聚结构协同作用下力学特征，构建分层调控成形的纺纱协同模型，建立纺纱多单元微结构协同作用于纤维的微观机制，提供降低成纱毛羽、提高纤维利用率，改善成纱质量的理论依据。推动基于传统环锭纺纱的新型纺纱方式的进一步发展和完善。
（2）绿色染整技术
应用物理或化学的方法从自然中丰富的天然材料中提取天然染料，研究提取的方法及工艺，提高天然染料的得率，研究分离和提纯方法，剖析提取的天然染料主要成分及色素结构，研究天然染料应用时的染色工艺及理论，解决天然染料的色光不稳定、皂洗及日晒牢度差，以及染色重现性等问题。基于粒子流作用原理及机制，提出粒子流原位染色概念，研发了乙醇伴染的无盐微水染色技术和四氯化碳/乙醇/水体系的无盐秒染技术，实现了活性染料对棉纺织品的低温、快速、无盐及节水的清洁染色，做到染色废水的近零排放。
（3）特种织物成型的新方法
以航空航天、船舶、军用需求为基础，积极开发特殊力学需求的2D、2.5D和3D织物，研究高性能纤维混纺纱线的结构与性能，建立新的高性能纱线纺制机理和技术，研制出高效综合利用不同高性能纤维性能的特殊混纺纱结构，研究织物组织结构与其性能之间的关系和机理，创新特殊力学需求的织物组织结构，揭示极端环境条件下高刚性、高韧性、高压缩、高反弹织物组织结构的原理，提出新的2.5D和3D织物组织结构的织造原理和技术方法，优化机织、针织和编织的织造工艺，开发新型织物组织与结构的纺织品。
（4）高性能纤维的功能整理
以间（对）位芳纶为主要研究对象，研究高性能纤维嵌入杂化机理，提出氢键调控剂与离子型较强的物质对高性能纤维表面进行微溶解，在高温和高压条件下将功能纳米粒子载入高性能纤维的表面，形成有机无机杂化的表面结构的方法，分析高性能纤维表面在微溶解、高温和高压下的微观结构变化与机理，研究氢键调控剂和离子型物质的混配比例、纤维反应浴比、温度和压强等参数对表面嵌入功能粒子的量、形态、载入深度等的影响，研究不同尺寸纳米粒子对载入效果的影响，研究杂化嵌入式杂化对高性能纤维的着色、导磁、电磁屏蔽、催化、界面等性能的影响，建立纤维表面微溶解模型，再通过原位杂化修饰，制备出目标性功能化的高性能纤维及其制品。
（5）功能纺织品的开发
研究基于纺织品的压电器件、超级电容器、电子传感器等的设计与制造。开展高容量超级电容器纤维的复合化与微结构的调控提高综合能源转换效率，压电、传感功能纤维的集成化、织物化、柔性化，与其它电子器件组装形成能量转换、储能，以及能量管理系统，揭示织物组织与结构影响器件功能的现象和机理，研究纺织品与电子器件结合的新方式，解决电子纺织品的耐水洗和耐服役缺点，应用于便携式设备、可穿戴电子设备和生物医学植入器件中。
