李玉良院士长期致力于以无机化学为基础的交叉科学研究。他聚焦于低维碳基和富碳分子基材料的定向合成、多维大尺寸聚集态结构的分子设计，以及这些新型碳材料在催化、储能、光电等领域的自组装生长和自组织方法学。他致力于攻克传统碳同素异形体（如石墨烯）因无本征带隙而限制其在半导体器件中广泛应用的瓶颈问题。他通过原创性的化学合成手段，开辟了全碳二维材料从化学合成到物理应用的全新路径，构建了具有我国完全自主知识产权的石墨炔基新型功能材料体系。

李隽院士长期致力于重元素（镧系与锕系）理论化学、理论无机化学、重元素电子结构高精度算法，以及非均相单原子催化和单团簇催化的基础理论研究。他聚焦于利用高精度量子化学计算和强相对论效应理论，攻克多电子复杂重元素体系的化学键本质、超高价态极限、纳米及次纳米尺度过渡金属团簇结构，以及单分散过渡金属活性位点的动态催化机制，在微观原子与电子层面重构了科学界对重元素化学及多相催化活性中心的认知。

彭孝军院士长期致力于精细化工、染料化学、分子识别以及智能功能染料与光敏材料领域的交叉前沿研究。他聚焦于攻克传统染料由于受非辐射跃迁和环境极性限制而导致发光性能差、信噪比低，以及进口高端打印染料和诊断耗材在我国大规模制造中受制于人的技术瓶颈。他围绕“功能染料激能态分子调控与响应规律”这一主线，系统开展了近红外比率荧光菁染料分子平台建设、特异性重构分子探针、高耐候性喷墨打印墨水、以及用于光刻和生物医疗诊断的非常规激发染料构效调控，打通了从基础功能分子理论设计到高新技术产业大规模应用的完整链路。

郭子建院士长期聚焦于化学与生命科学的交叉前沿——金属化学生物学。生命体内的过渡金属离子（如 Zn^{2+} 等）作为信号物种，在生命过程与信号传递中起着至关重要的作用。他针对过渡金属离子的特异性识别、活体成像机制，以及临床中顺铂等金属药物在体内的代谢活化、靶向运载开展了系统且深入的探讨，致力于利用配位化学手段解决生物医学领域的重大关键科学问题。

陈军院士长期致力于无机固体化学与先进能源材料化学的交叉前沿研究。他的科学探索立足于高能化学电源、电极材料理论与电池关键技术，重点聚焦于如何突破二次电池（如锂离子电池、钠离子电池、固态电池等）在能量密度、安全性能以及极端温度适用性等方面的科学与技术瓶颈。他倡导并系统发展了基于无机和有机功能材料的设计合成方法，探究多电子转移机制以及微纳结构对能量存储行为的影响规律，为我国新能源材料与高能电池行业的发展奠定了深厚的基础理论体系。

孙立成院士长期致力于太阳能转换及人工光合作用的基础和前沿交叉研究。他聚焦于攻克催化析氧（\text{OER}）反应动力学极其缓慢、过渡金属分子催化剂稳定性差、光生电荷复合率高，以及质子膜电解水受制于贵金属催化剂等重大物理化学与工程学瓶颈。他围绕“高效分子催化水氧化与人工光合成燃料”这一核心科学主线，通过仿生学策略模拟植物绿叶中天然光系统 \text{II}（\text{Photosystem II}，简称 \text{PSII}）的放氧复合物结构，设计并创制出多类在国际上催化效率最高、稳定性极佳的重金属与非贵金属分子催化剂，系统阐明了放氧 \text{O-O} 键形成的动态物理化学机制。近年来，他积极开展阴离子交换膜（\text{AEM}）材料及电解水制氢研究，打通了从微观分子催化机理到大宗绿色氢能高效制造的产业应用闭环。

施剑林院士长期致力于无机非金属材料的基础及前沿交叉研究。在学术生涯早期（1983 - 2005 年），他主要聚焦于先进陶瓷材料制备科学、烧结理论、结构陶瓷高温可靠性评价及光学透明陶瓷领域。自 1998 年起，他将研究方向拓展至无机纳米材料、介孔材料与介孔主客体复合材料的合成及其非均相催化性能研究；自 2003 年起，他进一步聚焦于无机纳米药物载体材料的可控合成及其生物相容性、多功能化、药物递送和多模态诊疗一体化。近年来，他在国际上积极开拓了“纳米催化医学”这一崭新的生物医学交叉研究方向，致力于攻克传统化疗药物毒副作用大、重大疾病特异性治疗难的行业瓶颈。

樊春海院士长期致力于核酸分析化学、纳米生物学、化学生物学以及DNA分子计算等方向的研究。针对固体基底界面分子行为无序且极易发生非特异性干涉的经典多相传感难题，他的科研切入点聚焦于利用人工设计的高级三维拓扑核酸结构（即框架核酸）对固体界面进行分子级的精密构筑。研究主攻方向包括建立“先组装、后检测”的框架核酸传感理论与高灵敏临床诊断平台、开发通用性液相DNA数字计算机与可编程阵列、以及通过纳米自组装结构诱导宏观耐高温高抗压复合材料的仿生智造。