课题组主要关注物理微环境对细胞、细菌等活性生命物质的个体及集群行为的调控研究。 
细胞物理研究
细胞通过机械感应通路来感知周围环境的几何和力学等物理特性，例如微环境基底的硬度、几何形状、形变以及物理边界或空间约束等性质，并对其做出积极主动的响应。课题组基于软物质理论与微加工技术开发力学性质与微结构可调可控的细胞培养微环境，并深入研究细胞在所构建的体外微环境中的动力学和群体协同行为，以期厘清肿瘤侵袭、胚胎发育、伤口修复等生命过程背后的物理机制，并为肿瘤治疗、神经修复等方面的医疗技术开发提供参考；同时，课题组团队基于统计物理与软物质理论发展不同层次的细胞群体动力学、自组织模型，并与实验结果相比对印证。 
细菌动力学研究
首先，是细菌在复杂环境中的集体运动。细菌一般在受限环境和粘弹性流体中运动，受限环境中的边界条件与细菌的流场和形状发生耦合，会极大改变细菌个体和群体的游动行为，而粘弹性会改变活性物质中的应力平衡和能量转换而产生新的集群现象。团队将研究细菌在受限空间和粘弹性流体中的集群运动现象，测量细菌流体的速度场、密度场和取向场等，探索受限边界和粘弹性对细菌集群运动“相”行为和能量传递的影响。其次，团队将研究微米尺度的物体在细菌流体中的运动和相互作用力，重点探索细菌的流体力学和微米尺度物体间的相互影响，为微纳医疗机器人的实现提供支持。