自由基不对称化学是现代有机合成与不对称催化领域中最具科学意义和挑战性的研究领域之一。刘心元教授自2013年在南方科技大学成立课题组以来，发展了“金属铜手性阴离子单电子催化体系”，实现了高活性烷基自由基参与的不对称反应。在此研究领域取得了重大突破，获得了多项创新性成果。目前以通讯作者身份在高影响力期刊上发表50多篇具有重要学术影响力的论文。如Chem (1篇)、 Journal of the American Chemical Society （4篇）、 Angewandte Chemie（11篇）、Nature Communications（4篇）、 Science Advances (1篇)、ACS Catalysis（4篇）等。论文多次被Nature Chemistry Review、Chem、Synfacts等作亮点评述，论文总他引次数超过1500次。还被Angew. Chem编辑部对申请人进行了专访并亮点介绍。申请人曾主持10多项研究项目，其中包括1项国家自然科学基金优秀青年基金、1项国家自然科学基金重点项目(共同PI) 、1项国家自然科学基金面上项目，作为主要参与人承担国家科技部973项目等。

由于在本领域的突出贡献，刘心元教授获得了2017年国家自然科学基金优秀青年基金资助和2017年教育部长江学者奖励计划-青年学者项目，并直接晋升到南方科技大学终身教授。受邀在国际会议上做大会报告和特邀报告10多次，并荣获得2017年日本化学会杰出讲席奖和2019年荣获中美华人化学会杰出教授奖。此外，刘心元教授2019年4月份于南方科技大学组织承办了中国化学会第二届全国有机自由基化学会议。