Marco教授自1989畢業以來，單獨或與他人合作承擔政府部門和行業資助的科研項目30余項。他的研究成果和學術成就在國際力學界享有很高的聲譽，受到國外許多著名院士和學者的好評。
近年來，在美國國家科學基金會、國防部和能源部的支持下，Marco教授通過對多種物理現象和多尺度破壞的建模和數值模擬，發現了壹些工程材料可以從熱軟到熱硬反復轉變的重要現象。基於三個數學方程的相互轉換和高速碰撞下波與擴散的相互轉換，建立了多物理現象本構關系和破壞響應的多尺度數值模擬算法——無網格MPM法。
美國著名雜誌《土木工程》最近專門報道了他在模擬防爆結構設計方面的研究工作。他提出的基於應變梯度的非局部本構關系經常被世界知名學者引用，為非局部力學的深入發展做出了貢獻。從1991開始，他和合作者發展了無網格算法之壹的物質點法，被許多學者引用。作為美國科學基金會納米多學科研究團隊的負責人，Marco教授正與他的合作者壹起研究超細金剛石薄膜在納米器件中的應用。這壹創新成果將為納米器件的設計提供有效的工具。近年來，Marco教授在故障波領域做出了開創性的工作。他提出的從連續破壞到斷裂的轉變判據和從漲落到擴散的轉變機制，被國際知名科學家稱為“壹個獨特的分析和數值解”。
由於大連理工大學計算力學的國際聲譽，Marco教授從90年代中期就開始與該校合作，並參與了“計算力學與工程科學計算創新研究組”的建設。2003-2005年，在國家自然科學基金傑出青年基金和創新團隊基金的支持下，Marco教授與我校工程力學系和工業設備結構分析國家重點實驗室合作開展了多物理現象模擬和納米力學的合作研究，研究成果發表在《應用物理通訊》雜誌上。近年來，通過Marco教授和我校的共同努力，我們在中美之間舉辦了多次學術會議，特別是中美科學基金會的兩次研討會，推動了中美兩國在多尺度計算模擬、生物納米力學、材料等世界科技前沿課題上的研究。