长期从事于纳米尺度有机功能材料化学研究，在新型纳米碳分子的结构设计、可控合成、光电磁性能与应用研究方面取得了原创性成果。主要学术贡献有：1）开发了一系列强荧光性石墨烯分子的设计与合成方法，发现这类材料的受激发射与荧光闪烁性，系统研究了受激发射与边界结构和取代基团的关系，并将此类材料应用于有机激光器件、光传感器以及超高分辨率荧光成像等领域；2）发展了开壳层双自由基石墨烯分子的设计方法，实现了从全苯型闭壳层向非全苯型开壳层电子结构的转变及光电磁性能提升。合成了最大尺寸且具有强磁交换耦合作用的开壳层锯齿型边缘菱形石墨烯分子，并提出了增强磁交换耦合作用的结构设计策略，为能够应用于室温和高温自旋逻辑器件及单分子磁体的纳米石墨烯材料的设计提供了新思路；3）发展了卟啉稠合石墨烯纳米结构的精确合成方法，制备了具有全色谱吸收与强近红外光吸收性质的纳米石墨烯以及具有超高载流子迁移率的金属卟啉稠合石墨烯纳米带，为纳米石墨烯材料光电磁性能调控提供了新途径。
