▪ 펩타이드 분해 반응의 동력학과 메커니즘을 수립하였으며, 또한 분해반응의 수율을 측정함으로써, MALDI가 광반응이 아닌 열반응임을 처음으로 규명하였음.
▪ MATI의 감도를 종래보다 100-1000배 키우는데 성공했으며, 분자이온에 대한 high resolution spectroscopy, conformation-selective reaction control에 최초로 성공함.
▪ 기화 충돌활성화의 활률론은 충돌활성화 질량분석법의 기초지식으로 인정되어 널리 인용되고 있음.

<수상경력>
▪ 서울대학교 교육상 <2010. 서울대학교>
▪ 제5회 과학상(화학) <1995. 한국과학재단>
▪ 우수논문상 <1995. 한국과학기술단체 총연합회>
김명수 교수는 1979년 서울대학교 자연과학대학 화학과 교수로 부임한 이래 분자의 구조와 반응에 대한 물리화학 실험 및 이론적 연구를 수행해왔다. 부임 초기에는 주로 금속 표면에 흡착된 분자에 대한 표면 증강 라만 산란 현상을 연구하였으며, 특히 황화합물의 흡착 양식을 조사하였다. 최근에 나노 물질에 대한 연구가 활발해지면서, 김 교수의 연구 결과는 자기 조립 등 나노 과학에서 사용되는 기술의 작용 원리를 설명해주는 기초 자료로 인용되고 있다.

1980년대 말 질량분석계를 확보한 김 교수는 이온의 광분해 연구를 시작하였다. 나노 초 시간대의 이온 분해 반응을 실시간으로 관측하는 데 최초로 성공하였으며, 이를 토대로 분자 이온의 분해 과정에 대한 체계적 모델을 수립하였다. 또한 9년(1997-2006)에 걸쳐 수행한 창의연구과제(과학기술부 주관)에서는 이온 분광학 및 반응동력학에 대한 최첨단 연구를 수행하였는데, 이 연구를 위해 세계 최고의 감도를 갖는 MATI 분광계를 자체 제작하는 데 성공했으며, MATI와 광분해를 결합함으로써 고분별능 이온 분광법에도 성공하였다.

2000년대 중반부터는 자체 제작한 고성능 질량분석계를 사용하여 생물고분자의 구조와 반응을 연구하고 있다. 펩타이드의 분해 반응 속도를 측정하고 이를 이론적으로 설명하는 데 성공하였으며, MALDI(matrix-assisted laser desorption ionization)에 의해 생성된 펩타이드 이온의 온도, 수율, 이온 생성 메커니즘 조사 등 새로운 연구 영역을 개척하고 있다.

김 교수는 한국과학상, 한국과학기술단체총연합회 우수 논문상, 서울대학교 교육상 등을 수상하였으며, 2008년도에는 대한화학회 회장으로서 학회 발전을 위해 노력하였다. 또한 화학 분야 최고 국제 기구인 IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry)가 개최하는 제48회 General Assembly와 제45회 Congress를 국내에 유치함으로써 우리나라 화학 분야의 국제적 위상을 높인 바 있으며, 현재는 조직위원장으로서 2015년 IUPAC 대회를 준비하고 있다.