低维功能材料（硼烯、石墨烯、功能量子点及器件）与系统的表界面行为、力学行为、物理形成机制，面向红外辐射、中子吸收与防护、高超热防护研究高超气动、超快激光先进材料制备方法和复杂部件精密制造系统。在微/纳激光测试、太赫兹技术与应用、新能源器件和航空油液与润滑智能检测等方面取得进展。

先后负责完成国家973课题、863 课题、国家自然科学基金、省部级重大科技成果财产化项目三十余项。相关研究已在新能源热机装备、人工/生物分子集成器件、高速电气化轨道自洁减阻材料激光制造、LED和薄膜光伏电池激光微纳加工技术等方面获得了较大进展。担任“十一五”、”十二五”、“十三五”我国机械工程发展战略规划编制专家，中科院和国家自然基金委员会“面向2030年机械工程发展路线图”编制委员（前中国科院长路甬翔院士主编）。获获国家和省部级科技奖励4项，在国际高影响力的《Nature Communications》、《Chemical of Materials》、《Langmuir》、《Soft Matter》、《Nano》、《Applied Physics A》等期刊上发表论文80余篇，SCI他引1800余次。申请国家发明专利35项、授权国家发明专利28项