2004年底回国后一直在有机化学的C-H活化的前沿研究领域坚持不懈的探索，寻求着新一代物质的转化途径，试图实现不可再生物质的更高效合理的利用。在研究组全体成员的努力下，他们课题组已经取得了一些阶段性的突破。从简单的，容易获得的便宜的化学原料出发，通过催化的方法实现化学转化，发展了一系列高效的高选择性的合成复杂有机化合物的合成方法。他们在此领域的工作受到了国内外同行的广泛关注，其中最近发表的利用直接脱氢芳基化（Cross Dehydrogenative Arylation--CDA）从乙酰苯胺和苯出发合成具有潜在生理活性的咔唑类化合物的研究工作在国际一流化学杂志Angew. Chem. Int. Ed. 上被作为内封面和热点文章（Hot Paper）发表。此研究发表后被国际著名科学杂志Science作为亮点（Highlight）介绍，并被Nature China专题评述，被认为是“A harzard-free approach”。施章杰课题组在C-H活化的研究领域的其它工作也多次在国际一流化学杂志Angew. Chem. Int. Ed. 和J. Am. Chem. Soc.等发表并成为热点文章（Hot Paper）, 同时此方面的研究工作多次被其它期刊和杂志专题评述。