材料基因工程領域：在國內率先采用組合薄膜芯片技術研究三元系結構相圖，運用機器學習方法進行譜圖數據處理，首次完成Fe-Co-Ni三元系等溫截面相圖的自動構建。牽頭制定了CSTM材料基因工程數據通則。

節能建筑材料領域：節能鍍膜玻璃理論與膜系設計，薄膜制備技術、工藝與裝備，智能窗，真空玻璃技術，光熱太陽能材料，材料基因組方法，高通量材料制備與表征技術；主要成果包括高性能光譜選擇性太陽能集熱膜，節能鍍膜玻璃設計軟件系統，高性能可鋼化低輻射鍍膜玻璃設計與工藝開發和大面積鍍膜玻璃磁控濺射生產線設計與建造，電致變色薄膜產業化技術。

承擔過多項國家科技支撐計劃、自然科學基金、863等國家級科研計劃項目及一批省部級科研項目。

1984年獲北京大學地球物理學系學士學位；1989年獲美國伊利諾伊大學香檳分校地質學碩士學位，1994年獲美國伊利諾伊大學香檳分校材料科學與工程博士學位。 1993年9月至1994年5月任紐約市立大學史坦頓島學院 (City University of New York, College of Staten Island) 應用科學系客座講師；1994年8月至1997年6月在SONY公司下屬的美國材料研究公司 (Materials Research Corp.) 任工程師、高級工程師；1997年6月至1999年10月在松下電器下屬的研發機構，美國等離子體公司任高級研究開發工程師，參與開發世界上首臺60英寸等離子體顯示器；1999年11月至2009年12月在世界前三位的玻璃制造商，美國加蒂安工業公司的科學技術中心 (Guardian Industries Corporation, Science and Technology Center) 任高級材料科學家，主持近十項節能鍍膜產品的開發與投產；2010年起在中國建筑材料科學研究總院任教授，博士生導師，建筑節能與太陽能利用薄膜研究團隊學術帶頭人，綠色建筑材料國家重點實驗室副主任，國家玻璃深加工工程技術研究中心首席科學家, 建筑節能與太陽能玻璃加工技術北京市重點實驗室主任。2012-2014年擔任中國工程院、中國科學院材料基因組咨詢項目專家。2015年起在上海交通大學擔任材料基因組聯合研究中心主任、講席教授。