开展纳米材料的离子束辐照效应研究，重点关注材料辐照的尺寸效应，利用透射电子显微镜、扫描探针显微镜、小角X射线（中子）散射、空间关联光谱、第一性原理、分子动力学和模特卡罗模拟等实验和模拟方法研究纳米材料中辐照缺陷的形成、演化及其对材料物理性质的影响。
开展离子径迹多孔膜基础研究，解析离子径迹空间精细结构与物理化学性质，探索离子径迹对辐照参数和材料参数的依赖关系，发展离子径迹和（亚）纳米孔道的精确表征方法和技术。利用分子动力学、第一性原理、计算流体力学等方法，研究离子径迹膜孔道的传质行为及主要影响关系。
