基于材料基因组理念，利用第一性原理和分子动力学计算模拟方法，结合机器学习和实验研究手段，研究金属合金（高温合金、高熵合金）、能源材料（碳氢燃料、含能材料、电池材料）、纳米材料（碳、硅、III-V族半导体）、陶瓷（沸石）、催化材料（氧化物、金属）和聚合物（树形大分子）等材料的结构-过程-性能关系及其在复杂外界环境下的物理化学响应，进而在理解微观机制基础上进行新材料和新功能的设计。

1992年和1995年在东北大学分别获得学士和硕士学位，1997年在中国科学院金属研究所获得博士学位。然后分别在日本名古屋大学（1997-2002）、德国尤利希研究中心（2002-2003）、加拿大西安大略大学（2003-2005）、美国加州理工学院（2006-2012）从事计算材料学相关领域科学研究。2012年回国在上海理工大学材料学院学院任教授。2015年开始在上海大学理学院物理系任教授，任材料基因组工程研究院副院长。2012年获得上海市"浦江人才"称号。目前承担国家自然科学基金和科技部重点研发项目。