En 1992, Mattoussi rejoint l'université de Floride, où il travaille comme assistant scientifique au département de physique. Mattoussi rejoint le Naval Research Laboratory en 1997, où il est chercheur principal. Il y développe des nanoparticules inorganiques et étudie leur interaction avec les systèmes biologiques[3].
Mattoussi rejoint la faculté de l'université d'État de Floride en tant que professeur de chimie, où il dirige un groupe qui étudie les interfaces entre les nanocristaux inorganiques et les systèmes biologiques[4]. À cette fin, il conçoit et synthétise de nouveaux nanocristaux à base de semi-conducteurs et de nanoparticules métalliques, crée des ligands multifonctionnels et étudie des nanoparticules-bioconjugués[4]. Il utilise un fluorophore à points quantiques pour étudier le processus de transfert d'énergie par résonance de Förster[5].
(en) Bashir O. Dabbousi, Javier Rodriguez-Viejo, Frederic Victor Mikulec et Jason R. Heine, « (CdSe)ZnS Core−Shell Quantum Dots: Synthesis and Characterization of a Size Series of Highly Luminescent Nanocrystallites », Journal of Physical Chemistry B, vol. 101, no 46, , p. 9463–9475 (ISSN1520-6106, DOI10.1021/jp971091y).
↑Hédi Mohamed Mattoussi, Contribution à l'étude de polymères mésomorphes en solutions : études statique, dynamique et conformationnelles, Grenoble, ANRT, (OCLC468728049).