材料基因工程领域：在国内率先采用组合薄膜芯片技术研究三元系结构相图，运用机器学习方法进行谱图数据处理，首次完成Fe-Co-Ni三元系等温截面相图的自动构建。牵头制定了CSTM材料基因工程数据通则。

节能建筑材料领域：节能镀膜玻璃理论与膜系设计，薄膜制备技术、工艺与装备，智能窗，真空玻璃技术，光热太阳能材料，材料基因组方法，高通量材料制备与表征技术；主要成果包括高性能光谱选择性太阳能集热膜，节能镀膜玻璃设计软件系统，高性能可钢化低辐射镀膜玻璃设计与工艺开发和大面积镀膜玻璃磁控溅射生产线设计与建造，电致变色薄膜产业化技术。

承担过多项国家科技支撑计划、自然科学基金、863等国家级科研计划项目及一批省部级科研项目。

1984年获北京大学地球物理学系学士学位；1989年获美国伊利诺伊大学香槟分校地质学硕士学位，1994年获美国伊利诺伊大学香槟分校材料科学与工程博士学位。 1993年9月至1994年5月任纽约市立大学史坦顿岛学院 (City University of New York, College of Staten Island) 应用科学系客座讲师；1994年8月至1997年6月在SONY公司下属的美国材料研究公司 (Materials Research Corp.) 任工程师、高级工程师；1997年6月至1999年10月在松下电器下属的研发机构，美国等离子体公司任高级研究开发工程师，参与开发世界上首台60英寸等离子体显示器；1999年11月至2009年12月在世界前三位的玻璃制造商，美国加蒂安工业公司的科学技术中心 (Guardian Industries Corporation, Science and Technology Center) 任高级材料科学家，主持近十项节能镀膜产品的开发与投产；2010年起在中国建筑材料科学研究总院任教授，博士生导师，建筑节能与太阳能利用薄膜研究团队学术带头人，绿色建筑材料国家重点实验室副主任，国家玻璃深加工工程技术研究中心首席科学家, 建筑节能与太阳能玻璃加工技术北京市重点实验室主任。2012-2014年担任中国工程院、中国科学院材料基因组咨询项目专家。2015年起在上海交通大学担任材料基因组联合研究中心主任、讲席教授。