发展单分子和单细胞力学技术
基于原子力显微镜、磁镊、玻璃微管和微流控的多尺度力学技术。发展"多尺度、高精度、动态原位"的力学操控与分析技术，拓展力学方法学的尺度跨度（从纳米到微米）和力学范围（从皮牛到微牛），突破单分子力学测量时间稳定性极限，应用于高分子力学、生物大分子力学和单细胞、组织、凝胶力学等多个领域的研究中，为力化学生物学机制研究提供关键技术支持。
发展宏量和高通量力学技术
结合机器学习，实现分子和细胞力学编程。
研究机械力介导的化学反应
力增强反应；力化学生物学；高分子物理和力化学；核酸力化学。与传统热、光、电化学类似，机械力可以通过拉伸或挤压力响应分子，降低反应的转变态能垒或改变反应物与产物的自由能，实现共价或非共价的力促化学反应。力作为矢量，具有力的大小和方向两个要素，易于同时实现对力促反应速率和产物选择性的精准调控。因此，机械力可以通过独特的物理化学反应机制，实现一些新的化学反应。
研究机械力调控的分子和细胞生物学
力生物学；生物大分子的力致构象转变、相互作用与黏附；蛋白质错误折叠与神经退行性疾病。基于上述发展的多尺度力学方法学，在单分子和单细胞层面，在细胞这部绝妙的机器里，探究机械力如何产生，进而通过调控一系列化学生物学反应，重塑和雕刻生命的发生、发展与疾病过程。
