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张立群率先在国际橡胶界提出生物基工程弹性体、纳米增强逾渗机制以及橡胶材料跨尺度模拟基因工程等一系列概念，推动了橡胶材料领域理论发展。
张立群在国际上首次提出生物基工程弹性体的概念，率领团队创制出生物基聚酯弹性体、衣康酸酯弹性体、大豆油弹性体等。
张立群与山东京博控股集团有限公司合作研发出全球首创生物基衣康酸酯橡胶，可使轮胎性能更优异，滚动阻力和抗湿滑性能达到欧盟轮胎标签法A级水平，还有优异的耐磨性。
张立群在世界上率先开展了黏土/橡胶纳米复合材料的制备研究，并且发明了层状硅酸盐/橡胶纳米复合材料的乳液复合制备方法，被国内外广泛采用。
张立群的技术支撑企业在世界上首次规模化生产了黏土/天然橡胶纳米复合材料。
张立群院士率领研究团队建立了中国唯一一套特种装备用氢化丁腈橡胶生产平台，实现了该材料的自主供应，解决了特种装备用橡胶材料依赖进口的问题。
张立群院士团队突破了预处理有机短纤维规模化制备技术，在黑龙江富锦建成中国第一条橡胶用预处理短纤维生产线，获得原化学工业部技术发明二等奖。
张立群院士带领团队在高性能橡胶纳米复合材料、绿色橡胶材料和特种功能橡胶材料领域的多项成果，转化应用于国内众多企业，推动了中国橡胶工业的高质量发展。
