(1)基于B、C、N、O構建能帶可調的新型的輕質半導體材料，探索它們在發光和生物醫學領域的應用。石墨和六方氮化硼(h-BN)作為等電子體，卻有著截然不同的能帶帶隙，分別為0和6.0電子伏特。以這兩種材料為極端情況，通過調節B-C-N組分、原子排列、或引入其它原子將使我們有可能獲得帶隙可控的功能材料，如BCN，BNO等半導體材料。

(2)氮化硼陶瓷材料結構設計和功能調控，發展高性能陶瓷材料。發展非經典功能化方法克服BN材料的化學惰性問題、以及BN陶瓷材料在制備、應用過程中面臨的系列問題。

長期致力于氮化硼功能陶瓷材料、新型輕質半導體材料的設計與創新應用研究。多項工作發表于Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Nano等權威期刊上，受邀為Chem. Soc. Rev.等雜志撰寫綜述多篇，4篇代表性工作單篇引用超過200次，文章總引用超過4000次。得到“國家特殊人才”計劃青年項目、“湖南省特殊人才”青年項目、湖湘高層次人才聚集工程、德國洪堡學者基金等計劃或項目支持。