界面结构决定了纳米材料、能源材料、多孔材料等新兴材料的性质和功能。这些界面结构既包含亚纳米尺度的化学键结构，也包括微纳尺度的介观组装结构；既包括静态的空间结构，也包括不同时间尺度的结构动态变化。如何精准刻画跨尺度的微观结构，并由此探明跨界面的构效关系，成为物质科学研究的高阶目标。固体核磁因其独特的各向异性和自旋空间关联原理，能够提供丰富的结构和动态信息。为此，孔学谦课题组通过构建自旋量子作用和动力学统计融合的数理模型，建立了各向异性频率-化学结构，自旋耦合-原子距离和弛豫-动态特征之间的关联演化规律。在此基础上建立从亚纳米到亚微米、从纳秒到毫秒尺度的多量程“特征尺”测量手段，实现对局域化学键结构、微纳组装结构和结构动态变化的逐一定量拆解。这些固体核磁数理模型和测量方法，成为研究多种材料的界面结构和机理的关键手段。成功揭示了锂钠电极界面反应产物、多孔材料缺陷分布、纳米晶表面配体作用等重要结构特性和化学机制。