课题组主要关注锕系化学和硼基催化烷烃脱氢机制，采用包括量子化学、基于分子力场和第一性原理的分子动力学、以及QM/MM方法研究锕系配位化学和多相催化反应机制。

目前主要在以下两个方向开展研究：

1. 理论与计算化学：主要研究f区元素溶液动力学和生物物理，包括锕系溶液动力学和配位化学, 生物无机化学, 均相催化等；

2. 多相催化理论计算：主要研究硼基催化剂催化的低碳烷烃氧化脱氢机制，并尝试将大数据机器学习方法引入多相催化理论研究。

近年来的工作主要围绕非金属硼基催化体系理论计算和锕系计算化学开展，代表性工作如下：

1. 非金属硼基催化剂催化低碳烷烃氧化脱氢机制：与陆安慧教授团队合作，研究了六方氮化硼高效催化低碳烷烃氧化脱氢的机制，提出了硼羟基(B-OH)为催化活性位的观点，并推测了可能的反应途径，揭示了硼物种氧化脱氢的活性起源，确定烷烃在硼基催化剂上的活化方式和重组路径 ( [1]. ChemCatChem 2017, 9, 1788-1793. [2]. Chin. J. Catal. 2017, 38, 389-395. [3]. Chin. J. Catal. 2018, 39, 908-913. [4]. ACS Catal. 2019, 9, 8263-8270. )。

2. 锕系溶液动力学：与四川大学刘宁教授团队合作，研究亲水/疏水表面、腐殖酸、铀酰离子三元体系在水环境中的行为，发现材料表面形貌强烈影响铀酰离子的吸附容量，而材料骨架的刚性会影响铀酰离子的吸附强度。该项工作发表在环境领域知名 ( [1]. Environ. Sci. Technol. 2016, 50, 11121-11128. [2]. Environ. Sci. Technol. 2019, 53, 5102−5110. )。

3. 锕系生物物理：研究了关键锕系离子(Th,U,Np,Pu,Am,Cm)与噬铁素-噬铁蛋白的相互作用，明晰了噬铁素的动力学及其与锕系离子的结合机制和配合物的动力学 ( [1]. Phys. Chem. Chem. Phys. 2019, 21, 16017-16031. )。

4. 新冠肺炎病毒高传染性根源探究--刺突蛋白的作用：根据对新冠病毒游离态及与靶向蛋白的结合态的研究，发现2019-nCoV的刺突蛋白的结合域在游离态可发生折叠来保护其结合界面的氨基酸残基免遭免疫系统的捕获，而在抵达受体蛋白后，又可打开结合界面，各氨基酸残基最大程度地与受体蛋白建立相互作用。这项发现为靶向刺突蛋白的抗体设计以及临床病理研究提供了新的思路 ( [1]. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 28277. )。