硕士毕业之后，庄晓莹得到来自英国的全奖支持，远赴杜伦大学攻读博士学位，获得了每年仅有一篇的英国计算力学领域优秀论文奖以及欧盟的优秀论文提名。2010年，她获得杜伦大学博士学位，第二年开始在挪威进行博士后研究。2014年，完成博士后研究，庄晓莹回国受聘同济大学副教授。
从小，庄晓莹就喜欢数理化，欣赏男生间富有逻辑性的谈话，算“24点”总比别人快。导师朱合华评价她“有悟性”：“她刚进入这个领域三四年，但是领悟得比一般人快很多。”
庄晓莹围绕纳米复合材料在工程领域的应用问题，运用计算机构建力学模型和数学模型，对纳米复合材料（聚合物POLYMER）在工程领域的应用方案进行优化设计。通过计算机可以进行多要素、多尺度、多物理场的模拟设计，将有助于纳米复合材料使用的改进，提高纳米复合材料在电子产品、飞机、汽车、土木工程领域的应用效果。
比如通过改进使用方法、材料重组等，增强工程材料的强度、韧性、耐腐蚀性、耐冷热等。借助计算机模拟平台设计，提出材料使用优化的假设方案并进行模拟验证。庄晓莹指出，未来将开发一套程序，构建实用的计算机应用平台，从而使科研人员和工程技术人员能更方便地开展纳米复合材料的研究和应用。
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