하택집 박사는 형광공명에너지전달(FRET) 현상을 생체 단분자 연구에 최초로 적용함으로써 물리학을 기반으로 하는 새로운 생명현상 연구 분야를 개척해 온 세계적인 과학자이다. 단백질이나 핵산을 통해 생명의 근원적 현상을 이해하고 질병치료에 응용하기 위해서는 이들의 기능과 상호작용을 정확하게 이해하는 것이 매우 중요하다. 그러나 이를 정밀하고 선명하게 관찰하는 것은 매우 어려운 일이어서 최근까지도 해결해야 할 많은 숙제가 남아 있었다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 그는 단백질 상호작용 연구에 단분자 분광학을 도입, 특정 생체 분자에 형광물질을 붙이고 이 형광물질의 운동을 프렛(FRET: Fluorescence Resonance Energy Transfer)이라는 공명에너지전달 현상을 통하여 측정하고 분석하였다. 특히 공명에너지전달 현상을 단분자에서 관찰할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발하여 단백질의 기능을 실시간으로 관찰하는 일에 획기적인 전기를 마련하였다.

이 기술을 이용하여 헬리카제 효소에 의한 DNA 이중나선 해체, 손상된 유전자 재조합 단백질(RecA)의 치유과정 등 실험적인 접근이 불가능했던 단분자 단백질의 거동과 기능, 상호작용 구명에 괄목할 성과를 거두기도 하였다. 그의 이와 같은 연구결과는 Science, Nature, Cell 등 세계적인 학술지에 게재되어 현재까지 7,000여 회가 넘는 피인용 횟수를 기록하고 있다. 그는 현재 미국 하워드휴즈 의학연구소 연구원으로 활동하며 생물물리학 발전에 지속적인 기여를 하고 있다. 생물분자의 복잡한 현상들을 다양한 각도로 구명하고 있는 그의 독창적인 연구 업적은 생명과학 분야의 발전은 물론 물리학과 생물학 등 다양한 학제간 융합을 촉진시키는 계기를 마련한 것으로 평가 받고 있다.