主要从事从微观、介观到宏观层次上理解和预测材料性质与服役性能、优化材料制备工艺等研究，将材料多尺度模拟与设计应用于材料研究，加快研发速度，降低成本。在Nature Nanotech.、Nature commun.、PNAS、Phys. Rev. Lett.、Nano Lett.等国际著名学术期刊上发表论文150余篇，SCI他引3000余次。