探索航空宇航活动中极端环境下细胞、组织的响应机制，开展生物力学、生物传热传质学、传热学、力学生物学、神经电生理学、中医学等交叉学科研究。推进生物医学工程领域中诸如低温细胞/组织冷冻储存、肿瘤热疗法、皮肤疤痕修复、腱-骨界面再生、脑冲击损伤防护等。
（一）生物组织热-力耦合学
从工程学与生物医学角度对生物组织进行深入研究， 创立了“生物组织热-力耦合学”理论方法和研究体系，研制了新型生物组织热-力-电学实验系统，建立了皮肤/牙齿组织的力学、 热学和电生理等性质的完整数据库，通过生物传热、热应力、热损伤、神经电信号传输等方面的综合分析， 系统阐述了生物组织热烧伤和疼痛相关的内在机理，在国际上首次将热-力伤害刺激引起的疼痛水平研究从定性推向定量；此外还将该理论运用到细胞冷冻保存中。这些研究成果为临床治疗效果的评价及治疗方案的优化提供了坚实的理论和技术支撑。
（二） 细胞微环境工程-组织工程-再生医学
开发了国际上前沿的细胞打印机，可利用患者自身细胞快速高通量的“打印”三维功能性组织。该细胞打印技术具有可在微米量级调控所构建组织模型中孔的尺寸、形状，具有其他技术不可比拟的优势。已成功在体外构建具有生理功能的三维微平滑肌组织模型；国际上首次通过该技术实现了体外高通量制造卵巢癌癌细胞和基质细胞的共培养三维模型；首次通过打印胚胎干细胞， 实现了大面积细胞分化并得到了搏动的心肌微组织。
（三） 即时诊断技术和检测平台
开展了基于抗体的微流体疾病即时诊断技术的开发和理论研究，采用多相流数值模拟及微通道血液流动试验相结合的方法，研究了艾滋病血液中淋巴细胞流动分离中的基础。该研究对理解微流体装置中白细胞的变形运动及实现细胞分离有重要的指导意义，并为实现世界卫生组织提出的实现费用低、可大面积推广的艾滋病血液淋巴细胞流动检测晶片技术奠定了理论基础。同时对微流体诊断芯片进行了开发研究，实现了对艾滋病血液以及食品安全监测和细菌检测。
目前主要研究成果：
《牙齿的热-力-电生理耦合行为》 卢天健 林敏 徐峰著 科学出版社 March 2015, ISBN：9787030433473.
M. Lin, S.B. Liu, F. Xu#, T.J. Lu#, B.F. Bai, G. Genin. Thermal pain in tooth: heat transfer, thermomechanics, and ion transport, Transport in Biological Media, Elsevier, Edited by Sid M. Becker, Andrey V. Kuznetsov, 2013, (ISBN: 978-0-12-415824-5)
S.B. Liu, H. Liu, M. Lin#, F. Xu, T.J. Lu#. Intracellular Microfluid Transportation in Fast Growing Pollen Tubes, Modelling of Microscale Transport in Biological Processes, Elsevier, Edited by Sid M. Becker, 2016, (ISBN: 978-0-12-804595-4)
S.B. Liu, H. Liu, S.S. Feng, M. Lin, F. Xu# , T.J. Lu#. Fountain Streaming Contributes to Fast tip-growth through Regulating the Gradients of Turgor Pressure and Concentration in Pollen Tubes. Soft Matter, 2017, 13(16): 2919-2927. (Journal Cover)
S.B. Liu, J.J. Jiao, T.J. Lu, F. Xu, B.G. Pickard, G.M. Genin. Arabidopsis Leaf Trichomes as Acoustic Antennae. Biophysical Journal, 2017, 113(9): 2068-2076. (Journal Cover)
S.B. Liu, P.F. Wang, G.Y. Huang, L. Wang, J.X. Zhou, T.J. Lu, F. Xu, M. Lin#. Reaction-Induced Swelling of Ionic Gels. Soft Matter, 2015, 11 (3):449 - 455. (Journal Back Cover)
L.H. Zhou, S.B. Liu, P.F. Wang, T.J. Lu, F. Xu, G.M. Genin, B. G. Pickard. The Arabidopsis trichome is an active mechanosensory switch. Plant, cell & environment, 2016, 40(5): 611-621. (Journal Cover)
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