Під його керівництвом вперше в СРСР була створена установка з одержання важкої води (1934), концентратів важкого кисню (1937) та важкого азоту (1949). Вперше він застосував стабільні ізотопи для дослідження механізмів хімічних реакцій, дослідив ізотопний обмін водню, кисню, сірки та азоту.