主要从事物理与生物的交叉学科研究，研制并利用扫描探针显微镜研究生物大分子结构，发明了扫描介电力显微镜(SPFM)，开展了水的纳米特性研究，并发现了“室温下的冰”这一新的自然现象，研究成果发表在Science、PhysicsToday等国际知名杂志上。在单分子探测与操纵方面，利用DNA分子构造出了纳米几何图形，在生物大分子纳米操纵方面取得了突破。 获奖情况“百千万人才工程”国家级人选；上海市科学技术一等奖(1990年)；中国科学院自然科学一等奖(1994年)；国家自然科学三等奖(1997年)；国家“杰出青年”科学基金(1997年)；上海市科技进步二等奖(2002年)；上海市科技进步三等奖(2007年)。 1996年获国务院政府特殊津贴