研究方向涉及的领域包括：行星环境改造、材料学、环境科学、行星化学、化学、物理学以及生物学。

(1) 行星环境改造；

(2) 孔材料开发及其在行星科学中的应用；

(3)无机纳米材料自组装及其应用于地外生命信号检测；

(4) 无机纳米材料仿生组装、结晶与成矿；

(5) 纳米材料表界面物理化学性质；

(6)手性无机纳米材料的多层次自组装及其手性机制 ；

(7)金属墨开发、打印电子器件以及其防腐、检测应用。