主要从事高强度抗冲击生物和仿生复合材料的多尺度力学性能研究。通过对自然界生物结构材料（例如角蛋白，壳聚糖，羟基磷灰石等）的多尺度结构、生物矿化以及力学性能的研究，提出并总结了可用于人工合成材料的多尺度增韧机制 （Nature Materials, 2020; Advanced Materials, 2019）。并开发和利用三维打印和冷冻铸造等先进制造方法进行仿生制备。主要研究成果发表在Nature Materials, PNAS, Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Acta Biomaterialia等国际知名期刊上，并引起了包括美国空军研究办公室和通用汽车公司在内的科研机构以及企业的重点关注。担任了Acta Biomaterialia, Acta Materialia, Mechanics of Materials等期刊审稿人。主要研究方向有： 1. 智能仿生材料与结构及其多尺度力学性能 2. 生物材料和生物矿化及其在组织工程中的应用 3. 工程活体材料和生物增材制造