新型功能材料的热物理性质评价及机理研究: 隔热、封严涂层、薄膜材料、复合材料、纳米材料等的热输运及热形变的测量、评价方法开发及机理研究，微-纳尺度热显微技术，微尺度能量转换与传递机理研究、超快热过程观测及机理研究，微尺度传热的微观机理及MD等数值模拟；流体热物性研究等 大功率电力电子、电子/光电子器件/系统的先进热管理技术: 微尺度流动、相变换热基础研究（微槽群、微通道、喷雾等），大功率激光器的冷却及热控技术，微型换热器及散热系统，微电子芯片及系统的微尺度热分析等 斯特林机相关基础研究及关键技术: 碟式太阳能热发电用小型斯特林机关键技术（太阳能吸热器、冷却器、回热器），理论分析等 专著1部、学术著作2章，包括(1)《微纳米材料和结构热物理特性表证》，材料科学技术著作丛书，科学出版社，2010；(2) Experimental Study on Nanoscale Heat Transport by Femtosecond Laser, 《Femtosecond Lasers: New Research》Chapter 8, Nova Science Publishers, 2013；(3) 微纳结构的热物理，《微纳结构热能调控材料》第三章，纳米科学与技术丛书，科学出版社，2014。在学术杂志及会议论文集上发表论文 300 余篇，包括：A M, Carbon, I J Heat Mass Transfer, I J Thermal S, I J T, A T E, APL, JAP, JPD, Energy, Nanotechnology等国际期刊75篇；日本机械学会论文集、中国科学、工程热物理学报、太阳能学报 等国家级期刊100篇；国际会议70篇；其中SCI收录78篇、EI收录160余篇，SCI他引500余次。国际会议主席、分会主席、特约报告及日本、韩国的邀请报告多次。日本及中国专利60余项。
派大海绵
