1.先進電子顯微學分析方法與原位透射電鏡技術研究

2.電子束敏感材料構效關系研究（分子篩、鹵化物鈣鈦礦材料等）

3.光電催化材料研究（光催化、光電催化等）

主要從事先進電子顯微學分析方法和新能源材料原子尺度構效關系研究。截至2023年，發表SCI學術論文120余篇，他引2800余次，H因子30，其中以第一和通訊作者在《國家科學評論/Natl. Sci. Rev.》、《Nat. Commun.》、《Matter》、《Adv. Mater.》等期刊上發表論文30篇；主持國家和省部級等科研項目8項，參與國家自然科學基金重大項目1項，入選武漢市“曙光計劃”；在國際和國內學術會議做邀請報告10余次。