基于微流体力学与微尺度传热传质理论，设计并制备了多款微米和纳米尺度器件、装置和系统，实现了单细胞尺度的流场、温度场和浓度场的精准操控。相关研究结果被成功应用于：1、活细胞低温保存——实现了活细胞与低温保护剂的动态可控、程式化加载和去除过程，最大程度降低了低温保护剂毒性和渗透性损伤；2、细胞生物力学——实现了单细胞、微米尺度生物样本的动态力学性能测试；3、仿生3D培养——突破性地实现了干细胞向神经管的体外定向发育。

      相关研究结果先后发表在Science Advances、Small、Biosensors & Bioelectronics、ACS Sensors、Lab on a Chip等期刊。