朱静是我国分析电子显微学领域的学术带头人，长期从事材料的显微结构、缺陷、界面等的形成和演变及其与性能关系的研究，应用现代显微分析技术在研制新材料和材料科学的基础研究中做出创新性工作。主编和合作者共同撰写了中国第一部分析电子显微学专著《高空间分辨分析电子显微学》和《纳米材料和器件》。本世纪初她在中国本土率先开展了定量EMCD方法的研究及球差校正电子显微学-亚埃尺度的材料表征技术和应用研究。她在阐明一些重要工程材料的显微结构与性能关系、在用磁手性二色性谱定量测量材料纳米区域磁结构参量、在一维/二维材料的制备和性能的原位研究、在原子尺度的多种序参量的协同测量和耦合研究、在发展电子显微学和电子显微学/计算科学结合等方面的工作水平，获得了国内外学者的认可。在科技部组织领导和支持下，在清华大学建立了国家级电子显微学中心-北京电子显微镜中心。2018年她获得中国电子显微学会首届《终身成就奖》。
上世纪60年代末-80年代末，在“马氏体时效钢沉淀结构及强韧化原理”和“铀分离器用马氏体时效钢研制”中，她主要采用电子显微学方法确定了其中和Co-Mo交互作用相关的时效沉淀结构及相稳定性的演变、并提出和验证了采用高弥散逆转变奥氏体的强韧化作用、找出高温缓冷后脆化的成因。据此确定的高钼低钛无硼合金化路线及热处理制度在我国铀分离机用钢中实施成功。该项目获1989冶金部科技进步一等奖，1992国家科技进步一等奖。
80年代初，她在美国用相干电子波微衍射的实验及原理，发现和确定了有序结构单个畴界及单个原子面缺陷的性质，发表的原始论文被作为该领域开拓性文献引用。她在金属间化合物研究中，发现了TiAl的室温应力诱导相变；发现加硼富镍的Ni3Al晶界附近存在无序区有利其塑性改善；并用电子晶体学方法实验和分析阐明硼在Ni3Al和Co3Ti中引起的不同的电子结构及其原因。近期她研究组从原子尺度系统研究了航空发动机叶片用的加Re单晶镍基高温合金蠕变过程的结构演变，揭示了γ/γ’相界的多种凸起结构的形成、位错组态和分类；揭示和提出了在稳态蠕变阶段，Re元素偏聚如何和γ/γ’相界位错的耦合作用，形成了Lomer–Cottrell core 结构，阻碍了位错运动，延长了稳态蠕变阶段；此工作被国际同行评价为清华朱静研究组首先从原子尺度揭示了高温合金蠕变过程的组织结构演变。
她研究组自制原位装置，利用原位电子显微学方法系统在国际上最早研究并测量了一维ZnO纳米线的直径尺寸和杨氏模量（弯曲和拉伸模量）之间的定量关系；提出了基于介观力学的core-shell模型，考虑了纳米材料体系的体效应、表面弛豫和应变梯度效应后，给出了一维纳米线的应力-应变方程；并获得了原子尺度的定量实验结果的验证。此工作2006年发表的文章单篇引用率达一千多次，至今仍然每年都有被引用。她和学生们在硅纳米结构的制备及其应用研究做出了有影响力的工作。
1999年至今朱静研究组开展了铁电和多铁材料的研究。①阐明了：弛豫铁电体PMN (PbMgXNb1-XO3)中有序畴和纳米极化畴的物理图景、BST(BaTi(1-x)SnxO3)中纳米弛豫极化微区的几何和成分及成因、PMN和BST中的Mg和Sn不能和氧杂化的共性及它们对形成弛豫铁电体和增强压电性的贡献。②准同型相界结构特征研究：基于实验发现，提出和定义了准同型相界成分附近的PMN-PT单晶中的多层次畴结构。利用原位外电场实验，发现了准同型相界成分附近的14% Sm:BFO中反铁电相/顺电相与铁电相之间的可逆相变，结合基于Ginzburg-Landau-Devonshire理论的热力学计算，解释了准同型相界附近的双电滞回线现象；提出了电场导致相变的准同型相界的概念。③揭示了BaTiO3纳米颗粒和薄膜的不同维度的铁电特性尺寸效应，制作了BaTiO3纳米颗粒的尺寸-温度相图，等。这些工作得到了国内外同行的认可，2009年被邀请在12th IMF and 18th IEEE-ISAF 会上做Plenary Lecture。
朱静研究组提出了功能材料中的原子尺度多种序参量协同测量和耦合的基础研究命题，并应用先进电子显微学方法在多铁和超导等材料中实现了原子尺度的点阵、电荷、轨道、自旋、拓朴序参量协同测量，揭示了各序参量之间的交互作用和它们对材料性能的影响。①通过调控LuFeO体系间隙氧原子点阵序参量和协同测量，发现主点阵序参量、电荷序参量、自旋序参量的与间隙氧原子点阵序参量交互作用后引起的变化，进而调控了材料的性能。②在h-YMnO3 单晶中发现了过去被认为不可能的对称破缺，出现了非六瓣的畴结构，畴核心处有刃位错，和铁电的涡旋畴核心相互耦合，引入不均匀的应变场，导致本征的六态畴结构转变为其他序参量的涡旋畴结构。③通过控制氧分压和选择基厎，生长 h-YMnO3薄膜，调控并实现了在薄膜上形成与氧分压相关的应变导致的自组装面内周期畴结构；获得了与应变调制相关的磁状态，铁磁-反铁磁共存、铁磁-自旋玻璃态-反铁磁共存。④研究者们此前对反铁电材料结构的认识集中在介观尺度，缺乏微观层面的了解；她研究组基于原子尺度的实验图像，提出了约化反铁电序参量概念，适用于以铌酸银为代表的一系列复杂氧化物体系。⑤发展了高空间分辨定量测量磁结构方法，实现了元素磁矩、轨道/自旋磁矩之比的定量测量；实现了具有占位分辨、高空间分辨包括借助于色差校正的原子面分辨的磁结构方法；提出了In-plane EMCD的测量方法，可定量测量试样的本征的磁结构。
2007-2012期间朱静组织了钢厂、车轴制造厂、大学、研究院所组成产学研小组研发了中国高速列车空心车轴，提出了并被用于实践的中国高铁列车合金钢车轴路线。“高速列车车轴材料、热处理及制造技术”获4项中国发明专利，于2016年分别获创新大赛特等奖和“发明创业奖-项目奖”金奖。多年来朱静参与了中国科学院和中国工程院组织的多铁材料、航空发动机材料、高铁轮轴的国产化等咨询项目。
朱静长期从事材料科学和工程的基础和应用基础研究、教学和人才培养，培养的研究生中，多位获全国百篇、北京市和清华大学优秀博士学位论文奖。她曾获国家及部委级奖十项、何梁何利奖一项。发表学术论文300余篇。她曾被授予全国先进工作者、全国三八红旗手、国家有突出贡献中青年专家、冶金系统劳动模范、冶金系统和清华大学优秀共产党员、钢铁研究总院爱院模范、清华大学良师益友等称号。被授予中共中央、国务院、中央军委颁发“庆祝中华人民共和国成立70周年”纪念章。
