在南開大學博士後流動站工作期間，朱曉晴博士主要從事生物信使分子NO化學親合勢的測定和生物有機負氫化合物煙醯胺輔酶NADH反應機理研究。經過2年的艱苦鑽研，朱曉晴博士在煙醯胺輔酶負氫化學和生物信使分子一氧化氮生物物理有機化學等化學前沿領域取得了一系列有突破性的科研成果，如，用實驗方法首次成功地測定出了煙醯胺輔酶（NAD(P)H）及其正離子基在水相中C4-H鍵的均裂能和異裂能，闡明了煙醯胺輔酶氧化還原反應活性中心結構為什麼只選擇1，4-二氫煙醯胺而不選擇1，2-或1，6-二氫煙醯胺的熱力學和動力學根源，建立了區分煙醯胺輔酶負氫離子不同轉移機理的熱力學和動力學方法，建立了生物信使自由基分子一氧化氮與生物活性分子中不同載體原子之間結合力資料庫，徹底揭示了一氧化氮與卟啉金屬配位Lewis酸的本質等。這些重要的學術成果引起了國際同行專家的廣泛關注和認可。由於他的傑出工作，2004年8月第17屆國際IUPAC物理有機化學大會邀請了他做了題為“Why the Redox Active Center of NAD(P)H Coenzyme in vivo Chooses 1,4-Dihydropyridine rather than 1,2-Dihydropyridine Structure?”的大會邀請報告。1998年7月朱曉晴博士博士後工作期滿出站。考慮到當時國家對高層次科研和教學人才急需的狀況，朱曉晴博士放棄去美國繼續做博士後的機會毅然決定留在南開大學從事教學和科研工作。在教學工作中，他理論聯繫實際自編教材連續六年給學校研究生和高年級本科生講授《物理有機化學》和《有機合成》等課程，每年平均主講課時超過72個，而且他每次講課都認真負責，一絲不苟，力求實效，教學效果一直受到學員們的一致好評。在科研上，他先後主持國家自然科學基金項目4項，主持國家傑出青年基金1項，主持國家973課題1項，主持天津市自然科學重點基金1項，同時還參與承擔多項國家重點科研項目。六年來朱曉晴博士始終紮根於科研第一線，帶領自己的研究生們經常在實驗室里廢寢忘食夜以繼日地艱苦地工作著，在有機負氫化學、煙醯胺輔酶化學和一氧化氮物理有機化學等領域均做出傑出的貢獻。最近，他根據自己多年對負氫化合物的研究最新成果，在第四屆全國有機化學大會上首次把負氫化合物分為無機負氫化合物和有機負氫化合物，並系統地介紹了有機負氫化合物的特點、性質、功能和用途，正式提出了有機負氫化合物概念和構建《有機負氫化學》學科的新思想，創立了《有機負氫化學》新學科，受到了有機化學界廣泛的關注。朱曉晴博士工作敬業，科研踏實，學風嚴謹，務實求真，為人真誠直爽。他在物理有機化學、電化學、光化學等多學科均有較深的修養和較高的學術成就，是我國一位傑出的物理有機化學工作者。
