课题组围绕分子科学、超分子科学和纳米材料科学中的前沿问题展开多学科交叉研究。

1. 新型碳纳米结构精准合成及性能

碳材料几乎伴随了整个人类文明史的发展，特别是近些年来，以富勒烯、碳纳米管、石墨烯和石墨炔为代表的低维碳纳米材料被广泛应用于纳米电子学、化学传感器和能源存储等领域,并在量子信息和超导材料方面展现出了诱人的性能，因此精准合成结构明确的碳纳米分子，开发新型碳材料，在基础研究和实际应用方面都具有重要的意义。在前期参与开辟“跨湾筑桥”合成具有高张力和高反应活性的纳米碳环带分子的工作基础上，未来课题组将结合超分子化学原理，建立多样化的精准合成策略，获得一系列具有新颖电子分布和拓扑结构的碳纳米分子，同时开发出具有自主特色的功能碳材料，实现其在分子导线、催化、能源、分离、传感等领域的应用。

2. 功能有机大环化合物及其超分子化学

作为深入探究分子间相互作用本质、揭示分子识别与组装规律的平台，新型功能大环化合物是推动超分子化学发展的源泉和动力。因此设计、合成结构新颖的大环化合物，促进人们对分子间新型弱相互作用本质和规律的认识，最终为构建功能组装体和开发先进材料提供丰富基元，一直是超分子化学研究的热点之一。前期工作中，设计、合成了一类具有圆筒状空腔的新型功能有机大环，开创了具有鲜明特色的冠芳烃化学，为超分子化学，特别是为阴离子‒π作用研究提供了一类原创大环主体。未来课题组将开发具有光电响应性的新型有机大环化合物，为将超分子化学发展推向新高度奠定基础。

3.智能动态超分子和高分子材料

新型高分子材料、共价有机框架化合物和纳米分子拓扑学的研究近年来蓬勃发展，但在分子水平上精准合成具有明确结构的机械互锁材料并确定构效关系，仍是化学和材料科学中的挑战性课题。结合课题组的有机超分子化学和功能晶体材料的研究背景，未来拟开展机械互锁超分子和高分子材料的合成、结构及动态响应性能研究，系统探索其精准可控合成、分子拓扑结构、宏观材料性能，并将发现的新知识和新理论用于新型动态材料的设计合成，为开发智能材料注入活力。