1. 纳米电极材料制备及其在能源器件中的应用；
2. 生物分子的纳米光电传感分析；
3. 生物燃料电池及其自供能传感分析应用。
主要研究领域为生物燃料电池及自供能传感分析、生物分子光电化学分析等基础研究。生物燃料电池分为酶生物燃料电池和微生物燃料电池。酶生物燃料电池（EBFC）是以生物酶为催化剂，将生物体内化学能直接转化为电能的绿色能源转换装置。基于EBFC的自供能生物传感器（EBFC-SPB）是目前本课题组的研究重点之一，致力于解决EBFC-SPB发展中的如下几个问题：1）EBFC输出较低，导致EBFC-SPB灵敏度较低；2）无法实现多目标定量分析；3）传统的EBFC-SPB依然仅仅作为分析检测工具对疾病标志物等进行分析检测，设计具有诊断诱导的递药模式及疗效评估传感模式，实现“诊断-治疗-评估” 的自供能三重级联功能。微生物燃料电池利用微生物细菌作为生物催化剂，可将有机废物中的化学能转变为电能进行输出，具有同时产能和治污的双重功效。目前，本课题组致力于将取之不尽，用之不竭的太阳能引入微生物燃料电池体系，设计光助增强的微生物燃料电池功率输出性能的新策略，开拓多重能源转换渠道，开拓一条新的且具有希望的微生物燃料电池发展道路。
生物分子分析是药物开发、疾病诊断、药效评价等医学、医药研究的基础，如端粒酶被认为是重要的癌症标志物，它在多于85 %的癌细胞种类中过表达，其活性的检测对于癌症的早期诊断以及癌症的治疗具有重要的意义。因此，本课题组致力于细胞水平上疾病标志物的检测，通过结合新兴的DNA纳米技术、光电传感技术和成像技术，开发检测疾病标志物新的方法以及成像细胞内金属离子的方法，为癌症的早期诊断与治疗，揭示细胞内金属离子的作用提供了有用的工具与思路。