罗聃副研究员主要从事纳米材料自组装及分子自组装的研究，通过构建一系列无机-有机、无机-无机组装体系，对组装结构与性能间的构效关系进行系统的研究。
在材料合成领域，罗聃副研究员通过超小纳米粒子的定向组装构建了超薄纳米卷结构。由于纳米卷独特的几何形貌和非晶结构，且形貌可随溶液扰动而随意改变。这种形貌可变性赋予了纳米卷极大的空间位阻，相较于常规的形貌固定材料，纳米卷可大幅抑制蛋白吸附及细胞的非特异性内吞，实现优异的生物相容性（J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 14211-14216）。并利用氨基配体与几何结构匹配的直链烷烃自组装形成的软模板，开发一种“几何匹配烷烃辅助液相合成策略”，实现多种二维金属硫化物纳米材料的制备（Nano Energy 2020, 72, 104689）。
在能源转化及催化领域，纳米材料的自组装结构不仅可放大功能材料的物理/化学性质，同时纳米粒子在限域空间的有序排列促进了颗粒间协同作用，产生新的“集合效应”（Small 2015, 11, 5984）。根据该理念，罗聃副研究员通过乳化自组装法制备了紧密有序排列的量子点超粒子，将组装体内部的颗粒间距缩小至亚纳米尺度（~0.3 nm）。该结构克服组装体内部纳米颗粒间电子传输的障碍，并诱导量子点耦合产生新的电子态，展现出增强光电响应的“集合效应”，从而大幅提升光催化活性（Adv. Funct. Mater. 2017, 27, 1701982）。通过钌纳米粒子与碳纤维组装，改变了钌的电荷分布和态密度，实现高效电解水制氢（J. Mater. Chem. A 2018, 6, 2311）。
矿化胶原纤维是天然骨的重要组成单元，其有机/无机的有序堆叠结构是维持天然骨优异机械和生物学性能的关键（Small, 2016, 12, 4661）。针对目前无法有效模拟骨有序堆叠结构的不足，罗聃副研究员及合作团队报道了一种热力学控制的合成有序组装纤维内矿化胶原的方法（Adv. Funct. Mater. 2019, 1806445）。所合成的有序组装的纤维内矿化支架展现与天然骨高度一致的生物界面，并表现出强大的内源性干细胞募集能力。在细胞和动物实验证明，该支架可刺激干细胞实现多相分化 ，从而实现骨缺损的有效修复（Adv. Mater. 2016, 28, 8740）。
