在功能分子设计合成、杂化材料、纳米材料制备及应用等方面，承担有多项国家及省部级科技项目，发表学术论文350多篇，SCI、EI收录论文180篇，获发明专利3项，曾荣获湖北省“青年科技奖”，湖北省自然科学二等奖，湖北省优秀博士学位论文，出版编著《纳米材料制备技术》一部，2004年台湾五南图书出版股份有限公司出版了该编著的繁体版《奈米材料原理与制备》，在学术界具有一定的影响。在碳纳米管研究方面，在阵列碳纳米管的可控性制备、性能及应用领域做了许多系统的研究，这些成果先后在J.Am.Chem.Soc., Angew.Chem.Int.Ed., Adv.Mater.等权威的化学和材料期刊上表论文近50余篇，其中SCI收录论文31篇，影响因子IF大于3.0的论文17篇，被引用650次，SCI他引529次，单篇他人引用达109次。申请和获得授权的专利8项。有关三维碳纳米管阵列的研究在Chem.Commun.上发表以后，Adv.Mater.副主编立即约稿详细介绍这一工作。受美国科学出版社邀请在《纳米科学和纳米技术百科全书》Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology中撰写有关阵列碳纳米管的长篇综述，共15页，近2万字。获上海合成金属国际会议(ICSM2002) 青年科学家奖The Synthetic Metals Young Scientists Award和中国科学院院长特别奖。主要研究方向： （1）进行高b值、良好透光范围的，具有热稳定性的，能与聚合物骨架、无机三维网络键连、透明性能好的二阶非线性光学功能杂环化合物的设计、合成和功能研究； （2）设计制备新型二阶非线性光学功能和热释电功能有机-无机杂化材料； （3）碳纳米材料的制备及应用研究。采用低廉原料控制合成高纯、高产的特种碳纳米材料，微波辅助碳纳米管的绿色高效的功能化修饰，基于特种碳纳米管的纳米复合材料在光电领域的应用研究； （4）纳米TiO2光催化氧化技术在污水处理中的应用研究； （5）染料敏化纳米晶太阳能电池制备与应用。 无铅铁电压电材料方向长期研究大各向异性压电陶瓷材料、无铅压电陶瓷材料、低温烧结压电陶瓷材料、大功率压电陶瓷材料及大功率压电变压器、压电陶瓷变压器及其系列高压电源、压电陶瓷耦合固体继电器研究、多层压电陶瓷器件、压电陶瓷超声换能器等具有实用性的电子产品。主持和参与完成了国家“863”计划项目、国家自然科学基金项目、教育部和湖北省等省部级重点科研项目30余项，在国内外重要学术期刊上发表论文300余篇，110余篇被SCI、EI收录，获国家专利3项,美国专利1项。已研制出的压电陶瓷变压器高压电源，于1987年获湖北省科技进步二等奖。研制的PMMN四元系大功率压电陶瓷变压器达国际先进水平，获湖北省科技进步一等奖，国家科技进步二等奖。研制开发的BA—ZD—1型压电陶瓷电击器，创产值1900多万元，获湖北省科技进步三等奖。将陶瓷变压器应用于雷达显示系统，研制出军用压电陶瓷变压器雷达电源，已通过省级鉴定，技术指标达到世界先进水平，十多年来一直应用在我国驻港、驻澳部队的舰载雷达、岸防雷达系统。研制出的压电陶瓷耦合固体继电器，技术指标已达到世界先进水平。对BNT系及铌酸盐系等无铅压电陶瓷进行了研究，取得了实质性的进展，已经制备出高介电、高压电、高铁电性能无铅压电陶瓷，相关论文已经发表在Applied Physics Letters等国际高水平杂志上，并申请了多项国家发明专利。 主要研究方向： （1）无铅压电陶瓷及应用，特别是研究无铅陶瓷材料组成、结构及工艺对材料性能的影响，以及新型无铅压电陶瓷材料及器件的设计，研究性能特异无铅压电陶瓷材料、复合无铅压电材料、低温烧结无铅压电陶瓷材料的制备及其应用；? （2）无铅铁电薄膜及其应用，特别是无铅铁电薄膜的制备、生长行为、薄膜与衬底之间的界面效应，薄膜中电畴结构，压电、铁电相界运动，薄膜的性能、机理以及铁电薄膜器件的研究； （3）无铅铁电压电微小型器件开发应用，特别是微机械理论、微机械材料与微结构、微细加工技术、微传感器与集成铁电器件等方面的研究工作。
传统压电陶瓷主要是以含铅的锆钛酸铅( PZT ) 系材料为主，其主要成分是氧化铅( 60~ 70% 以上) 。氧化铅是一种易挥发的有毒物质，在生产、使用及废弃后的处理过程中，都会给人类和生态环境造成损害。PbO 的挥发也会造成陶瓷中的化学计量比的偏离，使产品的一致性和重复性降低，需要密封烧结，使成本提高。因此，研究开发高性能的无铅压电陶瓷具有非常重要的科学意义和紧迫的市场需求，也逐渐成为研究的热点。
