(1)基于B、C、N、O构建能带可调的新型的轻质半导体材料，探索它们在发光和生物医学领域的应用。石墨和六方氮化硼(h-BN)作为等电子体，却有着截然不同的能带带隙，分别为0和6.0电子伏特。以这两种材料为极端情况，通过调节B-C-N组分、原子排列、或引入其它原子将使我们有可能获得带隙可控的功能材料，如BCN，BNO等半导体材料。

(2)氮化硼陶瓷材料结构设计和功能调控，发展高性能陶瓷材料。发展非经典功能化方法克服BN材料的化学惰性问题、以及BN陶瓷材料在制备、应用过程中面临的系列问题。

长期致力于氮化硼功能陶瓷材料、新型轻质半导体材料的设计与创新应用研究。多项工作发表于Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Nano等权威期刊上，受邀为Chem. Soc. Rev.等杂志撰写综述多篇，4篇代表性工作单篇引用超过200次，文章总引用超过4000次。得到“国家特殊人才”计划青年项目、“湖南省特殊人才”青年项目、湖湘高层次人才聚集工程、德国洪堡学者基金等计划或项目支持。