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設計并合成了一系列聯1,3,4-噁二唑衍生物，首次明確地提出了對稱的分子結構有利于增強分子內的電荷轉移。詳細地研究了分子結構，如取代基的種類、位置和數量，分子的對稱性等對分子內電荷轉移性質的影響，進一步優化提高分子內電荷轉移性質。通過理論模擬，揭示這類分子的電荷轉移機制為平面型。利用1,3,4-噁二唑環，構建了彎核Hockey-stick形分子，由非手性分子獲得了一個全新的手性液晶態（Chiral random grain boundary phase, RGB），這一工作被選為2014年的熱點。此外，設計并合成了一系列棒狀、盤狀、多爪型的1,3,4-噁二唑衍生物，詳細地研究了其熱致液晶性與溶液中的分子自組織性，在本體和溶液中分別獲得了具有層狀、柱狀等多種自組織結構的液晶性有機半導體材料，實現分子聚集體結構的可控制備。開展有機半導體材料的晶體工程研究，通過分子結構與晶體生長條件的改變，系統地調控了分子晶體的結構，獲得了具有高發光效率的J-和X-聚集態，和高載流子遷移率的密堆積狀態。通過實驗與理論計算相結合，詳細地研究了分子排列結構對材料的發光與電子傳輸性質的影響，制備得到一系列性能優異的有機半導體材料，并掌握分子設計的原理。