L’objectiu principal del grup és combinar tècniques experimentals avançades i coneixements teòrics per abordar qüestions relacionades amb els processos energètics a escala nanomètrica. Les principals línies d’investigació són la biofísica d’una sola molècula i la física de no-equilibri. La investigació desenvolupada s’ha centrat en l’estudi de les interaccions intermoleculars (com els pèptids i proteïnes que s’uneixen a l’ADN), les interaccions intramoleculars (hibridació de l’ADN, ADN, ARN i plegament de proteïnes) i la investigació fonamental en la física fora de l’equilibri dels sistemes moleculars, on les fluctuacions brownianes regulen l’energia, entropia i fluxos d’informació. El grup també ha demostrat el poder de combinar teories de la física fora de l’equilibri i mètodes de molècules úniques per conèixer les energies lliures i llocs d’unió de les interaccions lligand-ADN mitjançant empremtes mecàniques d’ADN amb precisió sense precedents. La seva recerca avança cap a la conversió d’energia d’informació-treball i com es pot definir la informació termodinàmica en processos d’equilibri sota control de retroalimentació i ensemblatges moleculars mutatius.
Dues novetats recents ampliaran les futures investigacions del grup. Primer, les pinces òptiques amb controlador de temperatura que funciona en l’interval de 5-40 ºC. Això permet mesurar les diferències d’entalpia i d’entropia fins a la precisió d’un enllaç molecular simple i feble (1kcal / mol) millorant el coneixement de la termodinàmica d’àcids nucleics. En segon lloc, al laboratori ja es treballa en una nova línia de recerca basada en les mesures elèctriques de la transferència d’una sola molècula a través de nanopors (utilitzant nanocanals de pipeta de vidre). La nova configuració elèctrica combinada amb pinces òptiques permet la transferència molecular controlada mitjançant mesures elèctriques i de força, oferint una eina potencialment útil per a la seqüenciació d’una sola molècula.