1. 超分子化學與材料
超分子化學主要研究兩個或兩個以上的分子組分通過非共價鍵相互作用（自組裝、自識别）而形成的分子有序體的結構和功能。超分子材料是超分子化學的主要發展方向之一，也是納米化學和材料的重要内容。
該方向的研究内容主要包括：環糊精納米管、環糊精新型包合物、輪烷、分子傳感器等超分子體系的設計合成、結構表征和物化性質研究。 超分子光物理、光化學及量熱學研究。 W/O微乳液、離子液體微乳液的結構特征和基本物化性質研究。超分子體系在核燃料化學領域的應用（離子液體、離子印迹聚合物、濁點萃取等核素分離新方法、新技術研究；微乳液在萃取分離體系中的應用研究）。 超分子體系中納米粒子的γ-輻射合成及新的調控方法。
該方向的學術帶頭人是沈興海教授,學術骨幹有陳慶德副教授。
2. 輻射化學與材料
輻射化學是研究電離輻射與物質相互作用所産生的化學效應的一門學科。而高分子輻射化學是高分子化學和輻射化學的交叉領域,因此它是研究電離輻射與單體和聚合物相互作用所産生的化學變化及其效應，包括電離輻射引發的各種聚合、交聯、接枝和裂解等。
該方向的主要研究内容包括:智能凝膠、微球、離子交換膜的輻射合成與應用研究；無機納米材料的輻射合成與應用研究；先進核燃料循環中溶劑/萃取劑的輻射化學研究； 輻射場中聚合物及其複合材料的輻射效應研究。
該方向的學術帶頭人是翟茂林教授。學術骨幹有李久強高工和彭靜副教授。
3. 核環境化學
該方向主要研究放射性核素在環境中的化學行為,環境過程機理的研究以及新材料應用中的環境化學問題。
該方向的學術帶頭人是劉春立教授。
4. 放射化學生物學 · 核藥物
研究興趣: 1. PET分子影像引導的活體蛋白激活及藥物釋放；2. 外源放療及内源核素衰變激活的活體蛋白激活及藥物釋放；3. 含硼PET分子影像探針及硼中子捕獲治療藥物的研究與臨床應用;4. 新型醫用核素的加速器生産研究與臨床應用。
該方向的學術帶頭人是劉志博教授。
5. 核藥物化學
放射性同位素示蹤技術在現代醫學、生物學、農學、化學、地質學及考古學應用廣泛。在醫學領域，放射性藥物已用于許多疾病的診斷和治療。放射性标記的受體及其他生物活性分子是研究人體生理和病理的強有力手段。在生物學中，同位素技術已經成為分子生物學研究不可缺少的常規實驗手段。
該方向目前主要從事藥物合成以及核素、熒光标記，用于心肌、腫瘤以及乏氧組織的顯像； 開展核燃料循環化學的基礎性和前瞻性研究，尤其是發展先進的核燃料後處理方法。
該方向的學術召集人是褚泰偉副教授。
6. 核材料化學
研發先進制備工藝，利用先進表征與測試技術，開發适用于核能系統高溫、輻照和腐蝕等極端環境的關鍵材料，包括燃料、結構材料和探測器材料。緻力于在先進核能系統的材料輻照效應和耐輻照腐蝕方面取得突破，促進核能資源的高效安全利用，為燃料循環和廢料回收提供技術基礎。發揮高校基礎科研的特點和優勢，探索極具工程應用價值的基礎科學機制，專注于有普适性且長期存在的科學挑戰為工程技術發展提供基礎支持。
該方向的學術帶頭人是謝懿副教授。
7. f族元素配位化學和金屬有機化學
主要關注f區元素（稀土和锕系元素）的配位化學和金屬有機化學，通過合理的配體設計合成具有特定結構的f區元素配合物，并結合多種實驗表征手段與理論計算方法來研究其電子結構和成鍵特性。在此基礎上，發展f區元素在小分子催化轉化、新型光電磁材料、生物與醫學成像等領域的應用。
研究方向包括：合成低價f區元素與芳烴的配合物，并研究其電子結構和反應性質；發展稀土-碳二元材料，包括稀土-芳烴三明治型化合物、稀土-富勒烯填隙化合物、稀土石墨層間化合物等；構建f區元素的金屬-金屬鍵并研究其電子結構和成鍵特性；發展f區元素的氧化還原化學及其在小分子活化中的應用；設計新型的稀土顯像劑，并發展其在生物成像和醫學影像中的應用。
該方向的學術帶頭人是黃聞亮研究員。
8. 有機/高分子功能材料化學
有機/高分子材料在光、電、半導體、傳感、智能存貯等領域的應用近年來成為研究熱點，并取得了重要進展。将這類功能性材料的制備和加工與超分子組裝相結合，從而實現或提高微觀結構的可控性和有序度，将可以進一步優化材料的相關功能，提高其應用價值，拓展應用領域。
目前的主要研究方向包括：具有高級結構的有機/聚合物材料的分子設計、合成和表征，新型有機/聚合物半導體、光電材料的合成和應用，以及具有手性結構的超分子組裝體的研究及其在有機合成中的應用等。研究内容具有有機化學、高分子化學、材料科學和超分子化學交叉領域的特征。
該方向的學術帶頭人是趙達慧教授
