Yusuf Polat'ın araştırma faaliyetleri, polimer malzemeler, kompozitler ve sürdürülebilir polimer işleme teknolojileri üzerine yoğunlaşmıştır. İlk çalışmalar, polimer kompozit malzemelerin mekanik davranışlarına odaklanmış olup, lamine kompozitlerin mekanik performansını artırmak amacıyla ara katman takviyesi olarak çözeltiden üfleme (solution-blown) yöntemiyle üretilen PA6 nanolifleri kullanılmıştır. Bu çalışmalar kapsamında nanolif üretim teknikleri, yapı-özellik ilişkileri ve nanoyapılı malzemelerin kompozit mühendisliğindeki uygulamaları konusunda kapsamlı deneyim kazanılmıştır. Bu temel üzerine inşa edilerek, araştırmalar ε-kaprolaktamın yerinde (in situ) anyonik halka açılma polimerizasyonu ve reaktif enjeksiyon kalıplama yöntemiyle PA6 üretimi üzerine yönlendirilmiştir. Özellikle anyonik PA6 ve kompozitlerinin işlenmesi, karakterizasyonu ve mekanik geri dönüştürülebilirliği ele alınmıştır. Malzeme performansını ve bozunma davranışını değerlendirmek amacıyla DSC, DMA, TGA, FTIR ve mikroskopi dâhil olmak üzere termal, mekanik, reolojik ve spektroskopik karakterizasyon tekniklerinden yararlanılmıştır. Mevcut araştırmalar, yüksek performanslı ve sürdürülebilir polimer sistemlerinin geliştirilmesini desteklemek amacıyla, işleme koşullarının malzeme yapısı, özellikleri ve geri dönüştürülebilirliği üzerindeki etkilerinin anlaşılmasına odaklanmaktadır.