超分子主体（包括各种大环、分子笼、多面体、多臂非环分子等）的设计与合成是超分子化学和材料化学一直以来的研究热点。我们致力于通过共价/配位键开发新型的具有确定分子结构、优良光学性质/生物相容性/客体包裹能力的主体分子，并探索其在光学诊疗（包括光热治疗、荧光成像、光动力治疗）、药物传输、超分子组装、分子识别等方面的应用。近期尤其关注以苝二酰亚胺（perylene diimide, PDI）、萘二酰亚胺（naphthalene diimide, NDI）、均苯四甲酸二酰亚胺（pyromellitic diimide, PMDI）、吡啶嗡盐（pyridinium）等基团为构筑单元的超分子体系。

1，“双子”分子盒（‘Gemini’boxes，简写为GBox）及其衍生物：

将多种发色团作为分子核心骨架制备了具有双大环结构的化合物，该系列大环被命名为“双子”分子盒（GBox）。一方面，这类化合物可以利用双侧的环状结构有效隔离发色团母核，完全阻止其在水溶液或固态下的聚集，稳定活性状态（如自由基），保持其发色团单体固有的光学性质（如荧光、光热转化、光动力治疗或光催化等）；另一方面，双大环主体可以结合客体分子（如药物分子）或形成主客体CT化合物，在药物传输、超分子组装或光学诊疗方面得以应用。该类分子作为少见的结构基元还有望用于构筑超分子聚合物、机械互锁化合物等。

另外，根据该指导思想，使用刚性大位阻基团进行双侧保护、以实现发色团有效隔离的非环功能分子也在开发中。

2，其他新型的有机超分子主体和功能分子：

例如，提出了以芳基二酰亚胺顺式阻转异构体（atropisomer）为前驱物直接成环的合成策略，制备了一系列具有梯形外形的有机大环，被命名为“梯形”分子盒（‘trapezoid’boxes，简写为TBox）。TBox系列分子盒的空腔大小和官能团可以通过理性设计进行调节，实现特异性的分子识别；部分TBox主客体CT化合物具有良好的近红外区的光学吸收，表现出良好的光热性质。

其他具有良好主客体识别能力、水溶性、光电性质的新型有机超分子主体的构筑也在探索中。

3，新型晶态多孔材料的构筑：

致力于使用成本低廉的商业化原料和绿色合成方法构筑新型的晶态多孔材料，包括金属有机框架（MOFs）、氢键有机框架（HOFs）及分子基材料等，用于气体的吸附分离和分子识别。