1.首次采用化学气相沉积方法制备了三维碳纳米管的阵列和图案，实现了碳纳米管的高纯制备和结构（直径、长度）的控制合成，以及阵列结构的定向、定位生长，建立并提出了碳纳米管的生长模型和形成机理，采用掩模技术和镀膜技术，实现了对三维碳纳米管图案的有效控制，得到了具有很高分辨率的条纹状的三维纳米管图案。此成果先后在Adv.Mater., Chem.Commun.和J.Phys.Chem.B等著名材料化学期刊上发表，受到国际同行肯定。

2.首次发现了碳纳米管的超双疏性能，其与水和油的接触角均大于160度,既有超疏水性能，又有超疏油性能。这一成果2001年在国际权威化学期刊Angew.Chem.Int.Ed.发表后，受到广泛的关注，目前该文被SCI他人引用192次。

3.合成了具有高含氮量和优良场发射性能的氮化碳纳米管，制备了超过单晶硅的高迁移率的场效应晶体管，在分子场效应晶体管的迁移率方面取得重大突破。这种方法开拓了一种提高纳米管电学性能的新方法。

4.采用CVD方法，成功制备出大量高质量、高纯度的单层石墨烯、Y型碳纳米管和碳纳米球等各种特种结构的碳纳米材料，首次采用超临界流体技术，成功地将有机溶剂填充到碳纳米管中，获得了大量的被装填在纳米管中的纳米流体，为实现碳纳米管中的纳米区域的化学反应迈出了关键性的一步，同时采用自由基加成、亲电加成等手段在纳米管壁接上各种功能基团，大大拓展了碳纳米管的应用范围和深度。

这些成果先后在J.Am.Chem.Soc., Angew.Chem.Int.Ed., Adv.Mater.等权威的化学和材料期刊上表论文近60余篇，其中SCI收录论文43篇，影响因子IF大于3.0的论文20篇，被SCI引用859次，他引826次，单篇他人引用最高达192次。申请和获得授权的专利8项。有关三维碳纳米管阵列的研究在Chem.Commun.上发表以后，Adv.Mater.副主编立即约稿详细介绍这一工作。受美国科学出版社邀请在《纳米科学和纳米技术百科全书》Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology中撰写有关阵列碳纳米管的长篇综述，共15页，近2万字。项目主持人获上海合成金属国际会议(ICSM2002) 青年科学家奖The Synthetic Metals Young Scientists Award和中国科学院院长特别奖。2008年获湖北省自然科学二等奖。近年来在特种碳纳米管的可控性制备、性能、化学修饰及应用领域做了许多系统的研究，先后承担国家自然科学基金、教育部“新世纪优秀人才支持计划”、教育部留学回国人员科研基金、湖北省科技计划自然科学基金重点项目（创新群体）、湖北省自然科学基金，湖北省高等学校省级教学研究项目和湖北省教育厅优秀中青年项目等多项科研项目。