新型高性能分子马达的开发及其光学机理探索

构筑能够在分子尺度实现定向旋转或构象变化的“分子马达”，并提升其效率、速度、稳定性与可控性。重点关注光驱动分子马达，通过光子吸收、能量转移以及激发态动力学实现结构变化。

新型分子开关

设计能在两种或多种稳态之间可逆切换的分子结构，并利用光、热、电、pH 等方式进行外场调控。包括：

光致异构化：偶氮苯、螺吡喃、二芳基乙烯、受阻烯烃等

电化学开关：可逆氧化还原体系

pH 或离子响应开关：酸碱敏感基团、配位化学开关

分子机械设计

以高度精确的分子构筑进行“机械化”功能集成，实现抓取、运输、旋转、行走甚至计算等任务。

包括：轮烷、索烷结构、分子马达、人工分子肌肉等集成可在分子层面定向做功的体系设计。

动态智能材料

将分子马达、分子开关或其他响应型分子嵌入宏观材料，使材料具备响应环境变化并产生可预测行为的能力。包括但不仅限于：

• • 多孔框架材料

• 光响应液晶聚合物（LCP）

• • 可逆交联聚合物网络

• 应变可控水凝胶

• 自愈合材料