主要从事：新型微纳米结构材料制备及其应用；干细胞扩增与分化控制；干细胞和工程组织在新型生物反应器内的大规模培养；表面纳米形貌与滴状冷凝初始液滴形成关系等方面的研究。

感兴趣的研究领域： 

　 （1）微纳米结构材料的制备与应用

  （2）微/纳米尺度的传递过程及其强化
      （3）新型生物反应器技术及其应用 
　 （4）干细胞和工程组织的大规模培养
　 （5）三维条件下干细胞扩增与分化控制 
　 （6）细胞在生物材料表面粘附与脱附
　 （7）生物材料表面有害生物膜的形成机理与预防 
　 （8）水系统微生物垢及钙镁沉积垢的形成与预防 

当前正在从事的研究课题包括：

1）温度响应型纳米锥超疏水表面调控细菌粘附和生物垢形成的研究

  细菌在固体材料上的粘附及随后形成的生物垢对于材料的有效使用及相关过程均有极大危害，控制细菌粘附和预防生物垢是多个学科交叉领域的重要研究内容。本项目拟采用阳极氧化耦合热压成型技术及纤维拉伸法分别在聚合物和玻璃基底上制备纳米锥结构，并将PNIPAAm接枝到纳米锥表面，从而构建出温度响应型纳米锥超疏水表面。研究荧光假单胞菌等细菌在该表面上粘附、被纳米锥穿破细胞壁、以及被杀灭细菌的细胞碎片在变温后脱离壁面等动态过程；建立细胞壁与纳米锥间的界面自由能表达式，研究该界面能梯度作为纳米锥穿破细胞壁推动力的正确、合理性；进而建立纳米锥灭菌过程的判据方程并求解，揭示过程的物理本质和机理，给出能够穿破细菌细胞壁的适宜纳米锥结构参数；最终实现长期抑制细菌粘附及生物垢形成的目标。本项目提出的利用温度响应纳米锥表面调控细菌粘附和预防生物垢的方法属于物理的、环境友好的技术手段，为控制细菌粘附及生物垢生成提供了新思路。

2）超疏水表面微纳结构与实现高效滴状冷凝关系的研究
  对超疏水表面上的滴状冷凝进行理论及实验两方面研究。采用微机械加工和等离子体刻蚀等方法在铝、紫铜和不锈钢等基材表面制备各种微纳二阶层粗糙结构，并用氟硅烷等低表面能物质修饰，使蒸气冷凝形成的液滴在该表面呈稳定的Cassie状态。采用AFM 和/或STM等技术对表面进行表征及相关分形研究，通过热力学能量状态分析阐明液滴状态与表面微纳粗糙结构参数之间的关系，并将表观接触角和滚动角与表面微纳结构参数和分形维数进行定量关联，优化能够实现高效滴状冷凝的超疏水表面的结构参数和相应的制备方法与条件。对超疏水表面上的滴状冷凝传热进行研究，并通过滴状冷凝传热模型进行理论分析。

3）干细胞扩增和分化控制及工程组织的大规模培养
  采用各种生物的，化学的或物理的方法，在体外构建模拟体内干细胞扩增或分化的微环境，研究各种因素对干细胞扩增或分化的影响。应用化学工程分析反应器内流体流动、传热传质的原理和技术，结合干细胞及其他组织工程种子细胞在体外生长的适宜条件的要求，设计低剪切力、高传质速率的新型生物反应器。研究干细胞及工程组织在生物反应器三维培养条件下的扩增、生长规律和最佳条件，并应用免疫组织化学和分子生物学及动物试验等方法检测扩增的干细胞和工程组织的生物性能。