研究方向：生物纳米功能材料、生物纳米医学、生物分析与传感、纳米模拟酶

研究方向：纳米技术在生物领域的应用，尤其是在癌症治疗及诊断中的应用，如纳米抗癌药物及纳米生物萤光探针。

研究方向：1.低维纳米材料及材料界面的原子分辨率的表征； 2.三维成像电镜技术及其应用 3.先进球差校正显微技术及其应用

研究方向：纳米生物

研究方向：人工结构材料，超构材料，声学结构材料，纳米结构材料热输运，纳米光子学，表面等离激元学，纳米制造

研究方向：分子束外延（MBE），人工微纳结构半导体量子阱，超晶格和异质结材料及其在光电子器件和能源方向的应用

研究方向：先进金属结构材料的微观组织与性能、固态相变机理的研究

研究方向：新型化学电池的关键材料和相关技术研究，主要包括燃料电池新型电催化剂设计与制备、高性能膜电极设计与制备、燃料电池系统集成、燃料电池长期寿命衰减机理、锂电池正负极材料、高性能新型化学电源等方面。在Energy & Environmental Science, Chemical Science, Journal of Materials Chemistry, Journal of Power Sources等杂志上共发表SCI论文60余篇，到目前为止他引超过2100次，H因子为25。

研究方向：铝合金、镁合金材料研究及铸造工艺研究

研究方向：特种玻璃和陶瓷、隐身和伪装材料的研究