以面向“工程應用”需求的“基礎研究”為主線，我們研究基于熱力學和動力學穩定性的金屬納米材料設計制備與結構性能調控。建立了定量描述金屬材料納米晶組織演變的熱穩定性模型和合金體系相變行為的相穩定性模型，以確定金屬材料納米組織發生不連續快速晶粒長大和相失穩轉化的臨界條件。發現了晶粒尺寸對納米多晶體單胞中原子占位的作用規律，調控納米效應機制在錳氮合金中獲得了特殊的零熱膨脹特性且保持為目前國際上同類材料的最高性能指標。以穩定性模型和尺度效應機制為指導，提出了晶粒尺寸和物相組成均可調控的納米化機理，發明了具有穩定高性能的納米晶稀土金屬、稀土合金、硬質合金等材料的可控制備方法，創新技術促成了首個含納米效應稀土數據庫的構建和納米硬質合金的產業化與高端工業應用。開發的系列納米硬質合金產品應用于航空航天、煤炭開采、煉鋼軋鋼、熱電能源、精密加工制造等重要工程，顯著提高了關鍵機械部件的服役性能和使用壽命。

德國“洪堡學者”和“洪堡基金再邀請學者(Reinvitation Program)”，國家杰出青年科學基金獲得者，教育部人才項目特聘教授。北京工業大學金屬納米材料與計算材料學研究方向負責人。曾入選北京科技新星、教育部新世紀優秀人才、北京市首批長城學者、北京市高創計劃領軍人才，獲得“北京市有突出貢獻人才”、北京市“三八紅旗獎章”等榮譽稱號，為享受國務院特殊津貼專家。兼任硬質材料領域國際權威期刊《難熔金屬與硬質合金》(IJRMHM)副主編，中國體視學會副理事長，中國微納技術學會理事，中國材料研究學會計算材料學會理事，中國金屬學會材料科學分會委員，中國物理學會相圖專業委員會委員，全國計算材料學科首席科學傳播專家等。

帶領研究團隊先后承擔國家973、863、科技支撐計劃、重點研發計劃、自然科學基金重點、德國研究聯合會基金(DFG)、北京市自然科學基金重點、北京重點產業關鍵技術攻關等項目。主要研究成果獲得省部級科技進步獎一等獎一項、自然科學獎二等獎二項、技術發明獎二等獎一項，獲授權國家發明專利60余件，于Advanced Materials、ACS Nano、Angew. Chem. Int. Ed.、NPG AM、Nanoscale、Acta Materialia等國際知名期刊發表SCI論文270余篇，受邀合著國際專著1部，在國際、國內學術會議上作特邀報告60余次。在學生培養方面，指導學生獲得北京市優秀博士學位論文獎、北京市優秀青年科技論文一等獎、國際和國內學術會議大會優秀獎等20余人次。與美國猶他大學、圣地亞哥州立大學、德國耶拿大學、敏斯特大學等保持穩定國際合作關系。