研究方向为电磁微波功能材料设计与工程、新能源材料计算与设计，智能算法应用。2018年于美国劳伦斯伯克利国家实验室LBNL进行一年期访问学者研究期间，开展机器学习功能材料设计算法研究。

主持及参与包括国家自然科学基金、各类GF项目等二十余项。作为项目骨干承担科工局专项配套项目，“十三五”总装预研共性技术项目、“十三五”总装预研领域重点基金、“十二五”总装预研项目等。申请专利20余项，已授权12项。在包括IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on Antennas and Propagation和Angewandte Chemie International Edition, Nano Energy, Advanced Energy Materials等领域TOP期刊，发表论文100余篇，其中ESI高被引论文4篇，总引用8800余次，H因子63。

面向国家重大安全需求，针对电磁波能量转化功能材料在电子工程应用实践中的牵引，拓展了基于材料基因的电磁功能材料高通量计算及智能优化设计的学术思路。自主开发的材料智能设计集成平台MIDIS©（Materials Intelligent Design Integration Studio），构建了通用的插件化平台架构，使材料优化设计流程更加智能化，已获中国计算机软件著作权（2021SR0909898）。以电子结构调控作为材料基因，指导构筑了高性能能量存储与转化材料，获得2020年湖北省自然科学奖二等奖（本人排名第2）。

积极建设湖北省级本科精品课程《计算材料学与材料设计》，形成“基于课程、面向群体、学术创新、交叉融合、实践育人”的创新特色。获2013年湖北省高等教育教学成果奖一等奖（排名第3），编著《计算材料学-设计实践方法》（第2作者）。参与国家级“面向群体创新人才互动式培养实验区”建设工作，指导本科生作为第一作者，发表了SCI研究论文30余篇；获湖北省大学生优秀科研成果奖特等奖1项、一等奖等20余项。完成国家级、校级、院级大学生创新项目20余项，2组次被推荐参加《全国大学生论坛》并做口头报告。连续多年获学校大学生科技创新活动优秀指导教师。