基于材料基因組理念，利用第一性原理和分子動力學計算模擬方法，結合機器學習和實驗研究手段，研究金屬合金（高溫合金、高熵合金）、能源材料（碳氫燃料、含能材料、電池材料）、納米材料（碳、硅、III-V族半導體）、陶瓷（沸石）、催化材料（氧化物、金屬）和聚合物（樹形大分子）等材料的結構-過程-性能關系及其在復雜外界環境下的物理化學響應，進而在理解微觀機制基礎上進行新材料和新功能的設計。

1992年和1995年在東北大學分別獲得學士和碩士學位，1997年在中國科學院金屬研究所獲得博士學位。然后分別在日本名古屋大學（1997-2002）、德國尤利希研究中心（2002-2003）、加拿大西安大略大學（2003-2005）、美國加州理工學院（2006-2012）從事計算材料學相關領域科學研究。2012年回國在上海理工大學材料學院學院任教授。2015年開始在上海大學理學院物理系任教授，任材料基因組工程研究院副院長。2012年獲得上海市"浦江人才"稱號。目前承擔國家自然科學基金和科技部重點研發項目。