木材等木质生物质具有独特的分级多孔结构，其成分主要为纤维素、半纤维素及木质素。其独特的分级多孔结构和富含功能团的组分提供了丰富的多尺度设计空间，对其结构及组分的调控可以提高木质生物质材料的性能，甚至赋予其新功能。基于对木质生物质材料结构与化学组分的了解，我们着重高效酶催化处理、绿色溶剂处理、快速冷-热模压成型、3D打印快速成型、微波辅助合成、太阳能辅助合成、机器学习辅助合成等合成改性工艺开发，提升物理-化学处理过程的能效、环保性以及降低其成本和温室气体排放，以期实现木质纤维素基天然高分子的高效、节能、环保、规模制备。