主要基于统计物理相变思想开展“界面水的相变行为及其生物效应”研究，从比较简单均一的固体材料表面开始，再到复杂的柔性材料和生物分子，重点关注这些体系中表面结构诱导界面水的无序—有序相变特性，以及其如何主动参与和调控界面物理性质和生物分子功能，主要包括表面浸润性质、抗冻蛋白的结冰成核效应、双亲分子的溶解行为等。工作解决了领域内长期存在的争议问题，引发了国际上包括美国科学院院士D. Chandler的许多课题组的后续实验和理论工作。