백종범 교수는 그래핀, 전이금속디칼코겐(TMDC)과 같은 2차원 전자공액형 소재에 화학적, 구조적, 기능적 제어를 가능하게 하는 혁신적인 방안을 다수 개발하고 관련 기술을 산업계에 이전하는 등 탁월한 연구업적을 거두었다.
세계 최초 개발한 볼밀링(ball-milling) 기술을 기반으로 쉽고 간단하게 고품질의 그래핀을 제조하고 그래핀의 모서리 부분만을 선택적으로 동시에 기능화 할 수 있는 방법을 제시했다. 또한 수소 에너지의 핵심 원료인 암모니아 생산 과정의 단점을 보완하여 저온•상압의 온화한 반응조건에서 간단한 공정으로 암모니아를 합성하고, 기존 공법보다 3배 이상의 높은 수득률을 갖는 친환경적인 암모니아 생산기술을 개발해 나노 학술지 Nature Nanotechnology에 게재했다.
새로운 그래핀 제조방법에 대한 논문 20여 편 이상을 세계적 과학저널에 게재하고 연구기술을 특허로 발표했으며, 2018년부터 4년 연속 ‘세계에서 가장 영향력 있는 연구자’로 선정되는 등 한국 과학 기술의 수준을 높인 정상급 연구자이다.