食品、能源和环境问题是当今人类面临的3个重要问题，其解决依赖于新的材料体系的发现和反应机制的探索。我们从包括低温液态合金、高熵合金、非共溶合金在内的新型纳米结构的设计与合成出发，通过探究材料生长过程的规律，围绕相变等物理结构演化过程和选择性加氢、电催化水分解、氧还原、二氧化碳还原等催化过程，探索其内在构效关系，发展新型的功能材料和催化剂。同时，我们探索纳米材料输运特性随环境气体变化的规律，将其运用在有毒及危险气体的检测上，为工厂、企业和环境监测部门设计能够在复杂条件下预警的稳定的传感材料。课题组成员还通过创办高科技企业，将开发的电催化剂成功转化为高附加值产品，远销海内外。