具有原创性的研究成果主要有:
1) 碳纳米笼的制备和应用: 合成了具有多层石墨结构的中空碳纳米笼(CNC)(30-50 nm),比表面积高达800 m2/g。合成了单层和双层中空CNC(超大富勒烯球,3-10 nm)。研究了CNC作为燃料电池催化剂载体的应用,催化性能达到国际先进水平。
2) 单壁碳纳米管连续制备: 实现了大直径(5-10)单壁/双壁碳纳米管(CNT)的连续制备,产物纯度高,分散性好,为实现大规模生产和应用,提供了技术保证。
3) 多壁碳纳米管的剪切: 为了克服传统CNT极易团聚,相互缠绕,实现了CNT的固态化学剪切,获得了超短(<300 nm)CNT,能够均匀长时间地分散于水和酒精溶液。
4) 超短纳米管的直接制备: 通过化学气相沉积方法,直接合成了超短CNT,长度可控制在200-300 nm,管径在10-30 nm,并实现了连续制备。
5) 高温铝合金: 通过合金化的途径,开发了新一代铸锭冶金高温铝合金系列,使其高温力学性能比相应的传统合金提高100%,达到甚至超过粉末冶金耐热铝合金的水平。
6) 铸造TiAl基合金: 研发了显微组织可控的新一代铸造TiAl基合金,使其室温及高温抗拉强度大大超过传统铸造TiAl合金,达到了近期在研的先进变形TiAl合金的强度水平。
7) 牛顿位错蠕变: 发现了晶体材料的牛顿位错(Harper-Dorn)蠕变的新现象,提出了帕-纳力的控制作用,阐明了不同晶体材料发生变形所遵循的共同规律。
8) 牛顿非位错蠕变: 建立了晶体材料的原子扩散和晶界滑移牛顿蠕变的统一物理模型,结束了四十多年来有关这两种变形机制的争论。