ננו-מבנים של פחמן ממשפחת הגרַפן (יריעה דו-ממדית של אטומי פחמן) ידועים כבעלי תכונות חשמליות מכניות ואופטיות מרתקות. תכונות אלו נובעות מהשילוב בין ממד ננומטרי אחד (או שני ממדים ננומטריים) וממד נוסף מאקרוסקופי כמעט. מבנים מולקולריים אלו יכולים להתארגן לגבישים המיוצבים ע"י כוחות ואן דר ואלס, כוחות חשמליים הנובעים מהאופי הקוונטי של אטומים ומולקולות. בפרט, פולרנים (fullerenes), מולקולות בעלות מבנה חלול סגור (דמוי כדורגל), יוצרות גבישי פולריט בעלי סימטריה גבוהה, וננו-צינוריות (nanotubes) של פחמן יוצרות גבישים מוארכים בעלי סימטריה גלילית. במחקר שאלנו מה יקרה אם נשתמש בננו-מבנה מסוים כדי לתבנת גידול של מבנה אחר. השתמשנו בדרכים שונות כדי לגדל מבנים היברידיים – כלומר מבנים המורכבים מצירוף של ננו-צינוריות פחמן ומולקולות פולרנים – וחקרנו את המבנה והתכונות שלהם. בזכות האינטראקציה הלא קוולנטית בין המבנים (קשרי ואן דר ואלס חלשים בהרבה מקשרים קוולנטיים, המאפיינים בעיקר קשרים בין אטומים במולקולה) ציפינו שההיברידים ישמרו את התכונות החשמליות והאופטיות של המרכיבים ואף יפגינו תכונות חדשות, ואכן זה מה שגילינו. מחקרנו עסק בפיתוח ובהבנה של אופן ההתארגנות של ננו-מבנים שונים בתרחיף ובמוצק, אפיון המבנים הנוצרים מהתארגנות הדדית של ננו-מבנים, מיפוי התכונות שלהם ופיתוח ספרייה של מבנים היברידיים מבוססי פחמן. במחקר אף הראינו שהיברידים המבוססים על פיגומים תלת-ממדיים של צינוריות פחמן וגבישים זעירים של פולרנים יכולים לשמש כרכיבים פעילים בתאי שמש אורגניים המבוססים על פולימרים מוליכים למחצה.