主要研究成果包括:利用缺陷連續體的規範場理論，在動態物理理論的框架內對位錯和位錯進行了拓撲分類，同時對位錯和位錯存在時分別進行了拓撲分類。另壹方面，提出了壹種新的拓撲缺陷&位錯點。研究了確定螺旋波演化和控制的普適解析方法，得到了外場和噪聲作用下螺旋波演化運動規律的解析表達式。建立了碳納米管結構和物理性質的連續統理論，確定了不同螺旋度單層碳納米管構型能量的解析表達式，從理論上得到了單層碳納米管的優化螺旋度構型，與實驗觀察結果壹致。提出了單層碳納米管自由能中的結構熵和混合熵，計算了管半徑與環半徑之比和直線單層碳納米管束的穩定半徑，與實驗值壹致。發現熵和組態能的競爭是碳納米管幾何尺寸形成的物理來源。預測了環形多層碳納米管和平面彎曲多層碳納米管的形狀。解析地確定了單層碳納米管的色散關系，比熱與溫度的關系與實驗觀察結果壹致。發現沿軸向的聲子激發主要決定單層碳納米管在室溫和高溫下的比熱，而二維聲子激發對單層碳納米管在低溫下的比熱起主要作用。解析計算了雙層碳納米管的聲子色散關系和徑向呼吸模式頻率，發現雙層碳納米管層間的範德華力使徑向呼吸模式藍移，糾正了雙層碳納米管徑向呼吸模式與單層碳納米管等效的錯誤。提出了徑向呼吸模式測量雙層碳納米管螺旋度的實驗方案。
研究成果在《物理評論》、《物理快報》等國際知名物理學術期刊上發表研究論文40余篇，其中SCI收錄33篇，EI收錄6篇。論文被國內外同行引用150余次，單次引用率37次。研究成果獲省教委科技進步壹等獎、省科技進步壹等獎、教育部提名的國家科學技術獎二等獎。