Научную деятельность веду с 1971 года, подготовил к защите 4 доктора наук и 12 кандидатов наук.

В настоящее время основным направлением моих научных исследований является «Действие энергии высокой плотности мощности на материалы».

За последние 5 лет научная работа отмечена следующими наградами.
1. Full Member of European Academy of Natural History, 2009.
2. Наградной сертификат и Медаль Имени Альфреда Нобеля за вклад в развитие изобретательства, 2009 г.
3. Диплом II степени и серебряная медаль в номинации «Лучший инновационный проект в области наноматериалов и нанотехнологий» по итогам 15-й Международной выставки-конгресса «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции», 2009 г.
4. Диплом участника юбилейного X Московского международного Салона инноваций и инвестиций за разработку «Мобильные нагревательные устройства на основе энерговыделяющих смесей наноорошков алюминия и оксида алюминия», 2010 г.
5. Диплом победителя конкурса на соискание премии «Поколение» Фонда Андрея Скоча в номинации «Лучший научный коллектив в области изучения наноматериалов и нанотехнологий», 2011 г.
6. Диплом I степени и золотая медаль в номинации "Лучший инновационный проект в области: наносистемы, наноустройства, наноматериалы, нанотехнологии, наноэлектроника, нанофотоника, спинтроника, бионика, нанокомпьютеры" по итогам конкурса "Лучший инновационный проект и лучшая научно-техническая разработка года", Санкт-Петербург, 2015 г.

Являюсь автором более 100 патентов РФ и авторских свидетельств, в том числе, за последние 5 лет получены следующие патенты.
1. Патент РФ № 2461445 Способ повышения запасенной энергии в нанопорошках металлов / Ильин А.П., Роот Л.О. приор. от 11.03.2011 г.
2. Патент РФ № 2447135 Топливный брикет / Ильин А.П., Мостовщиков А.В., Толбанова Л.О. приор. от 11.01.2011 г.
3. Патент РФ № 2445552 Мобильное устройство для подогрева воздуха / Ильин А.П., Толбанова Л.О. приор. от 20.08.2010 г.
4. Патент РФ № 2437968 Способ получения микрокристаллов нитрида алюминия / Ильин А.П., Мостовщиков А.В., Коршунов А.В., Толбанова Л.О. приор. от 01.07.2010 г.
5. Патент РФ № 2424085 Способ получения газопоглотителя из порошка титана / Ильин А.П., Коршунов А.В., Толбанова Л.О., Мостовщиков А.В. приор. от 29.03.2010 г.
6. Патент РФ № 2428376 Способ получения нитрида алюминия / Ильин А.П., Коршунов А.В., Л.О., Морозова Т.П. приор. от 03.03.2010 г.
7. Патент РФ № 2418779 Состав термитного топлива / Ильин А.П., Толбанова Л.О., Мостовщиков А.В. приор. от 04.02.2010 г.
8. Патент РФ № 2421395 Способ получения нитрида алюминия / Ильин А.П., Коршунов А.В., Мостовщиков А.В., Толбанова Л.О. приор. от 21.12.2009 г.