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研究方向

Nonadiabatic Photochemistry & Photophysics

    


1) 光驱动分子马达和分子开关的理论研究与设计

       马达(motor)作为人类社会发展的引擎,曾推动我们迈入工业时代的大门; 而在微观世界,与之对应的分子马达作为未来纳米器件的核心,有望再次掀起人类社会的深刻变革。分子马达的设计和合成一直都是生命、物理和化学等诸多学科的研究热点,也是极具挑战性的研究领域之一。

       以Feringa等人合成的空间挤迫型多烯为代表的光驱动型分子转动马达, 因其优越的能量输入形式、独特的运行方式和广阔的应用前景而受到了特别的关注。

       深刻理解光驱动分子转动马达背后的光化学和光物理本质, 进而实现优化马达性能、改进能量转换效率以及设计新型光驱动马达等目标,也是 研究组长期以来潜心钻研、孜孜以求的目标。


2) 化学与生物发光机制

        生物发光是大自然的杰作之一。 本质上,它们是发生在生物体内,将化学能转化为光的化学反应。 该过程的能量转化的效率极高,以至于绝大多数的化学能都以荧光的形式辐射出, 而几乎不对外放热,因此生物发光也称“冷光”。 在不可再生资源面临枯竭、能源供应空前紧张的形势下, 开展这一领域的研究无疑有重要的现实意义。

       与此同时,生物和化学发光在理论化学上也有独特的地位: 和一般分子受到光激发跃迁到激发态但最终又回到基态的反应(即光化学反应)不同, 在化学和生物发光过程中,分子由基态到激发态的跃迁是由自身的化学反应放热引起, 称为化学激发。这一不寻常的跃迁,在没有外界泵浦光源的激发下,是如何做到的呢? 由于理论模型和方法的限制,这一机制一直困扰了理论和实验化学家很多年。


3) 荧光染料的发光与淬灭机制等。


      关注溶液、固体和生物环境中染料分子激发态发光和淬灭机理。



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