（1）提出了基于冷冻透射电镜技术的水环境物质高分辨结构表征策略，发展了单粒子电子断层成像等方法，确定了不同典型系统原位显微观测条件，解决了多学科物质微观体系结构表征分析难题；

（2）确定了G蛋白偶联受体蛋白体系、新冠病毒侵染相关蛋白、自组装生物微管与生物膜纳米孔等典型生命原生和人工对象的空间结构和功能机制；

（3）发现了常温常压水环境中普遍存在的基于阳离子-π相互作用形成的CaCl等具有非正常化学计量配比和六方NaCl等具有特异结构的新型复合物体系，确定了其独特物理性质并揭示了相应构效关系，初步建立了一种可被推广的多学科生命物质研究模式。

代表性论文

1. Ke Sun,…,Lei Zhang et al. Nature Communications 10:5083, (2019).

2. Zhen Li,…,Lei Zhang, et al. JACS 141(49): 19448-19457 (2019).

3. BY Liu,…,Lei Zhang, et al. Science 365:73(2019).

4. Lei Zhang et al. National Science Review 8(7): nwaa274 (2021).

5. Peng Xiao, …, Lei Zhang, et al. Cell‏ (封面）184:‏ 943 (2021).

6. Peng Xiao,…,Lei Zhang, et al. Nature 10.1038/s41586-022-04590-8 (2022).