开展金属有机分子光电功能材料和器件的设计合成、元件组装、结构敏感部位改造和光电性能调控等方面的工作，研究其合成、结构、谱学及光电性能调控规律；探讨分子材料中的长程电子传递、能量转移、能量存储和开关效应等方面的基本科学问题；探讨信息传输作用机理和材料功能内在运行机制；综合有关信息来优化分子设计途径，并通过改变结构元件中有机基团的电子效应、尺寸、共轭范围和刚柔性等达到对光电功能的定量调控；研究分子尺寸大小对光电性能的影响及分子空间排列与光电性能的构效关系；希望在具有潜在应用前景的光电功能分子材料和器件探索中做出研究特色并取得突破。

　　1．分子导线

　　以金属有机结构单元为电子给体，设计合成金属有机分子导线，研究分子导电性，改变取代基的空间和电子效应、不饱和碳链的刚柔性、共轭范围和桥的长度等对金属-金属间电子传递速率和效率及分子导电性进行调控；一方面，将金属有机分子导线功能化组装在两个金电极间，直接测定一维尺度分子导线的导电性；另一方面，在一维分子中增加功能团进行金表面分子自组装形成单分子层，研究分子膜中金属-金属间的长程电子传输行为。

　　2．发光材料和器件

　　（1） 设计合成有机多膦参与的d8/d10金属有机炔/硫配合物磷光材料，发展不同类型有机多膦配体参与的d8/d10金属有机炔/硫配合物组装策略，研究多膦配体对d8/d10金属有机炔/硫团簇结构形成及其发光性能的影响。改变有机炔/硫/膦配体结构调控金属配合物的发光颜色、发光寿命和发光效率。阐明金属有机配位结构与发光性能的构效关系，探讨金属-金属相互作用对发光激发态和发射能级的影响及其相关性。通过配体修饰、结构调控和外界刺激实现d8/d10金属配合物的发射颜色和发光量子效率的人为调控。获得一些室温较高量子产率的d8/d10金属有机磷光材料，并将新材料应用于电-光转换（电致发光）和光-电转换（染料敏化太阳能电池）器件研制中。

　　（2） 使用d区过渡金属有机发色团作为敏化剂并借助于d-f能量传递来获取高效率镧系近红外发光是新近发展的一条非常有用的新途径。利用双功能团有机物作为共轭桥联配体设计合成多核过渡金属-镧系（d-f）金属有机化合物，使较"软"的C,N,P,S等原子与过渡金属配位形成电荷跃迁发色团作为能量给体，而较"硬"的O,N原子等与镧系中心结合；研究过渡金属有机发色团到镧系中心的d-f能量传递，用低能量可见光激发过渡金属发色团电荷跃迁吸收并借助于d-f能量传递敏化镧系近红外发光；改变过渡金属发色团的结构、对桥联配体进行修饰和结构敏感部位改造以实现d-f能量传递速率和效率的调控；探索d-f能量传递规律及其构效关系，探讨d-f能量传递机理；开发水溶性较好的高发光效率、长寿命的镧系-过渡金属配合物分子近红外发光材料。

　　3．磷光传感材料和分子开关

　　(1) 分子内开关效应

　　设计合成桥联配体具有开关行为的双元件、多元件同核或异核金属有机化合物，利用分子内桥联配体开关效应，可以使多元件或异金属有机结构单元之间的电子或能量传递行为在两种状态间相互转换，获得所需分子或材料光电性能；系统设计合成外围辅助配体具有开关行为的金属有机光电功能化合物，利用辅助配体光开关效应，调控多核离域金属团簇的氧化还原性质，并将光开关与电化学驱动的电致变色开关相结合，获得特定光电性能。

　　设计合成Ir(III)、Ru(II)或Pt(II)配位有机磷光团为信号发生团、多种类型氮、氧、硫、磷原子为结合基的磷光传感器，研究它们对环境污染重金属离子（如Hg2+, Cd2+等）和生物体内金属离子(如Zn2+, Fe3+, Cu2+等)的光传感效应，设计对特定金属离子具有选择性的识别并产生显著的磷光增强效应的磷光传感器，通过调节结合基的结构，对多种不同特性重金属离子特定磷光传感和选择性识别效应进行调控。

　　(2) 分子间开关效应

　　通过有机配体设计和基团修饰，定向合成具有多种变色效应的铂(II)、铱(III)、金(I)、铜(I)、银(I)等金属有机化合物和发光材料，鉴于这类化合物分子间可能存在金属-金属键合作用、配体pi-pi堆积、氢键形成等弱作用力，借助光、电、机械压力、温度、酸碱度等外界因素刺激，这些弱相互作用可能发生改变并在二种或多种状态之间相互转换，由此产生非常丰富的变色现象。探讨外界刺激对d8/d10金属配合物晶态结构和发光性能的影响，希望能够发现一些对光、热、机械力、有机蒸气等外界刺激具有灵敏响应的金属有机固体材料。重点研究某些简单过渡金属有机化合物的有机蒸气发光变色、机械摩擦发光变色、热致变色和光致变色等效应，并开发这些发光变色效应的潜在应用。 　　

　　4．磁共振成像（MRI）造影剂

　　设计合成以金属离子螯合剂2，2'-二吡啶甲基胺、2-甲基-8-羟基喹啉等修饰的Gd-D3OA稀土配合物，研究其在模拟生理条件下及不同金属离子存在下的弛豫效率，希望筛选出对特定金属离子具有高选择性和高灵敏性识别的新型MRI造影剂，为实现对生物体内有关此金属离子的生物功能研究提供理论依据。