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。我们从新型纳米结构的设计与合成出发，通过探究材料的生长规律和构效关系，围绕氮气还原合成氨反应、二氧化碳还原生成小分子反应以及水分解产氢反应，发展新型的高效光催化和电催化材料。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、企业和环境监测部分设计能够在复杂条件下预警的稳定的传感材料。