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O活性位点的活性不仅可以通过用其他TM原子代替最接近的原子（Ti）来调节，助力而且可以通过在其第二最接近的位点产生O空位来调节。发展了多种制备有机纳米结构的方法，实现双碳并借此开发了多种低维有机纳米功能材料，包括多色发光、白光材料以及光波导和紫外激光器材料等。
迄今Nature,Acc.Chem.Res.,Chem.Soc.Rev.,J.Am.Chem.Soc.,Angew.Chem.Int.Ed.,Adv.Mater.等国际化学和材料界等杂志上发表论文500余篇（他引15000余次），目标出版合著4部，目标合作译著1部，担任担任《CCSChemistry》主编、《光电子科学与技术前沿丛书》主编、《中国大百科全书》第三版化学学科副主编、物理化学分支主编。曾任北京大学现代物理化学研究中心主任(1995–2002)，央视物理化学研究所所长(2006–2014)，央视北京市科委挂职副主任（2016–2017），北京市低维碳材料工程中心主任（2013–2018），国家攀登计划(B)、973计划和纳米重大研究计划项目首席科学家，国家自然科学基金表界面纳米工程学创新研究群体学术带头人(三期)等。