围绕高技术领域对非线性光学和发光转换材料与器件的需求，开展特色激光防护及发光转换纳米杂化玻璃等透明杂化材料与应用研究工作，实现从非线性光限幅和发光转换材料设计合成、性能优化、器件制备到装机应用的完整创新链条：
1．全维度有机硅凝胶体系及其光功能透明杂化材料体系研究：建立新型有机无机双重杂化透明凝胶基质体系，可作为新一代光功能玻璃。提出了可聚合纳米材料共聚制备高性能固体透明杂化材料——光功能特种功能玻璃的新方法，开展了多维度杂化有机硅共聚凝胶体系及其透明杂化材料/器件(玻璃、气凝胶、涂层、薄膜、纤维、光纤、光子晶体和微纳结构等)的研究。通过主客体共聚、原位生长和预功能化、快凝胶、物理增容、尺度控制、表面修饰等关键技术，实现掺杂杂化功能材料种类、浓度和器件形态等方面高度可控；建立一系列纳米、有机、高分子杂化光功能(光限幅、非线性光学、荧光、双光子、上转换发光、LED照明/显示、激光发射、紫外屏蔽、光响应、液晶等)凝胶材料体系和玻璃器件；连续获得多项国家基金委、国家配套项目、中科院所长基金和人才计划项目资助。
2．发光碳纳米点及其杂化共聚光电器件及生物应用：在国际上率先提出并制备了新型可聚合发光碳点，建立了任意浓度共聚凝胶杂化体系(玻璃、气凝胶、涂层、薄膜、纤维、光纤、光晶和微纳结构)。提出了碳点一步热解法、平面共轭稠环分解法等制备新方法，建立碳点发光精确调控规律，实现碳点全可见光窄带高效发光(均 > 60~80%，多为最高值)。实现基于碳点及其共聚杂化材料的白光和多彩LED、激光发射、非线性光学、光限幅、传感和紫外屏蔽等光电器件以及生物诊疗应用。连续获得国家基金委4项基金(青年、青年-面上连续、国际合作、面上)和2项中科院人才计划项目资助；在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Small(2), NPG Asia Mater., Nano Res., ACS Appl. Mater. Interfaces(4), Adv. Opt. Mater. (2), Nanoscale (2), Chem. Commun., J. Mater. Chem. C(5)等杂志发表论文37篇，被Wiley MaterialsViews、NPG Asia Mater.、Nanowerk、RSC、中国科学报头版、科学网、搜狐网、中科院网等高亮报道;
3．非线性光限幅和激光防护杂化材料及其器件应用：开展高性能有机和无机二维非线性光学和光限幅材料的创新研究，建立了超宽波段(200-2000 nm)、高透过、易加工、长寿命、耐极端环境的透明杂化玻璃和涂层等固体光限幅杂化材料和器件体系，实现高性能、超宽波段、大波长、高功率、多脉冲激光综合防护与响应效果和光限幅材料的器件化。在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., ACS Appl. Mater. Interfaces(2), Adv. Opt. Mater., Nanoscale (2), 2D Mater., Chem. Commun., J. Mater. Chem. C(8)等发表文章30余篇，专利10余项，被WileyChem、Wiley MaterialsViews、中国科学报头版、科学网、搜狐网、中科院网等高亮报道。开展在高技术领域应用研究，填补国内外空白。主持国家配套科研项目2项、国家自然基金3项和理化所所长基金2项，同时，开展有机硅和含硅芳炔树脂等耐高温烧蚀和高能激光防护材料的研究，可用作高能激光硬杀伤防护和耐高温复合材料的树脂基体、烧蚀防热材料、高温结构材料及炭/炭复合材料等，先后承担973、863、国家配套科研、国家科技攻关计划、航空基金等重大课题。
近年来代表性科研项目
1) 国家自然科学基金面上项目《新型二维石墨炔基光限幅材料和玻璃器件研究》(70万元)，(2023-2026) 22275202 主持
2) 中科院理化所所长基金项目《近红外响应激光防护窗口研制》(300万元)(2020-2022) 主持
3) 国家配套科研项目《***改性凝胶玻璃研制》JPPT-2019-079 (640万元) (2019-2022) 主持
4) 中国科学院国际人才计划国际访问学者项目 2019VMA0053 (12.5万元)(2019-20) 中方主持
5) 国家自然科学基金面上项目《高效全波段发光碳点及其杂化三基色白光LED研究》(81万元) (2019-2022), 21875267 主持
6) 国家配套科研项目《***激光***材料研制》JPPT-2017-106 (384 万元) (2017-2020) 参加
7) 新型显示材料与器件工业和信息化部重点实验室创新基金《宽光谱发光的碳纳米点设计合成及其LED应用》(2万元) (2017-2018) 主持
8) 国家自然科学基金中国以色列国际合作项目《基于金-碳点纳米杂化材料的新型多模态造影剂》 NSFC-ISF 51561145004 (中方200万+以方81万新谢克尔) (2015-2018) 中方主持
9) 国家配套科研项目《光限幅***涂层》JPPT-125-5-261 (415万元)(2015- 2018) 主持
10) 中国科学院国际人才计划国际访问学者项目《金纳米棒和碳点用于肿瘤检测：漫射、反射和荧光寿命成像》2015VTB041 (2015-2016) (12.8万元) 中方主持
11) 国家自然科学基金青年-面上连续资助项目《可聚合纳米材料杂化光功能有机共聚凝胶玻璃研究》(80万元)（2013-2016）21214002 主持
12) 中科院理化所所长基金项目《纳米杂化光限幅玻璃和涂层研制》(60万元)(2012-2014) 主持
13) 国家自然科学基金青年基金《纳米复合有机光限幅凝胶玻璃的制备及性能研究》(19万元) (2010-2012) 20904063 主持