研究领域
江雷的研究主要有以下几个方面的研究：
（1）通过向自然学习，研究多种生物体表面特殊浸润性，揭示了生物体表面超疏水性的形成机理，为相关仿生界面及智能材料的设计制备提供依据。
（2）仿生制备超疏水界面材料，并实现多功能化组合的超疏水表面，又同时将不同种类的特殊浸润性如：超疏油/超疏水（超双疏）、超亲油/超亲水（超双亲）、超疏油/超亲水、超疏水/超亲油组合，建立仿生超疏水界面材料体系。
（3）通过系统研究界面材料结构和特性规律，提出了“纳米界面材料的二元协同效应”，创造性地将仿生微纳米复合结构与外场响应性分子设计相结合，实现了在单一或多重外场控制下材料表面浸润性的可逆变化。[3]
（4）通过将单一物性（浸润）的二元（亲/疏）设计理念推广到其它物性体系，提出了仿生智能多尺度界面材料的设计方案，为仿生界面材料体系的发展提供了新方法。[3]
纳米界面材料研究
刘明向江雷颁发荣誉证书
1999年底，江雷和他所带领的课题组隆重推出超双亲性（既亲水又亲油）二元协同界面材料技术和超双疏性（既疏水又疏油）二元协同界面纳米材料，并使该技术走向实用化。
2001年，江雷和他的小组成功研制出超双疏阵列碳纳米管膜，德国《应用化学》杂志对这一研究成果作了详尽报道。接着，他们又分别利用普通疏水高分子、甚至双亲高分子实现了超疏水特性，被国际权威杂志《先进材料》主编特邀撰写了系统综述性文章。
2003年2月，德国《应用化学》在世界上首次报道了江雷小组用亲水性的聚乙烯醇分子，研制成功超疏水性的聚乙烯醇纳米纤维。
江雷小组曾先后首次报道过经氟化处理的碳纳米管膜具有超双疏性和以普通高分子聚丙烯腈为原料制备出了无氟超疏水性纳米纤维，证明纳米结构对超疏水性起到了重要作用。
江雷小组的研究首次证明，以双亲性高分子为原料构建具有纳米尺寸凸凹几何形状，也可得到超疏水性表面。据相关专家称，这一研究结果打破了几十年来“只有利用疏水材料才能获得超疏水性表面”论断的局限性，大大扩大了超疏水性材料的制备范围。[4]
江雷的研究成果系统地阐述了特殊浸润性材料的设计思想和制备方法。
科研成果
截至2016年，江雷承担973项目（课题负责人）、基金委重点（负责）及院创新、国家“十五”科技攻关等项目。