严纯华院士长期从事稀土分离理论、应用工艺及稀土功能材料的交叉前沿研究。针对我国稀土资源开发与高纯度分离的重大工程技术难题，他重点聚焦“串级萃取理论”与最优化设计，同时致力于稀土纳米晶材料的可控制备机制，系统探索其在发光、电催化、生物医学影像及生物催化等领域的应用潜力。

杨学明院士长期致力于气相及界面化学反应动力学与分子光谱的前沿研究。他重点聚焦于通过自主研发具有国际顶尖水平的精密科学仪器（如新一代高分辨率交叉分子束装置、里德堡态时间飞行谱及极紫外自由电子激光等），在量子态水平上精确测量与揭示基元化学反应的微观机制、反应过渡态特征、反应共振态以及非绝热动态演化过程。

田禾院士长期聚焦于有机功能分子的合成、光物理与光化学过程，针对有机光电材料、分子开关与分子机器、荧光探针及太阳能电池中的关键科学与技术难题展开深入系统研究，形成了主要以“共轭π体系结构与多尺度功能精细调控”为特色的研究体系。

传统光亲和标记易受溶剂淬灭或扩散干扰。该研究利用激发态分子内质子转移（ESIPT）机制，开发了基于HBI的可逆光亲和探针。HBI光照下皮秒级可逆生成亲电中间体，高效且特异地交联邻近半胱氨酸，并自带荧光报告功能。研究成功捕获了FGE酶-底物互作及活细胞中8个Tau蛋白关键互作蛋白，为活细胞互作网络解析提供了高精度新工具。

针对糖尿病慢性创面伴随的耐药菌感染、严重氧化应激以及持续性慢性炎症等多重病理难题，研究团队设计并构建了一种新型双模式自供电生物电子敷料（PTG/TEG/AST）。该敷料创新性地将光热杀菌、温电驱动电刺激与抗氧化免疫调节集成于单一平台，在近红外光照射下可产生约190 mV的高输出电压并实现高效杀菌，在无光照射时利用体温与环境温差维持106 mV的持久低电压电刺激，同时实现天然抗氧化剂虾青素的温敏控释。动物实验表明该系统能将糖尿病感染创面在9天内的愈合率提升至98%，为自供电生物电子器件在再生医学领域的临床转化提供了新范式。

在有机发光半导体（OLED）领域，开发兼具高效率和高色纯度的深蓝光器件一直是实现超高清显示的重大挑战。针对蓝光超荧光体系中敏化剂与终端发射体在基质极性选择上的冲突，以及传统单侧异相敏化结构中激子复合区与敏化层空间错配的难题，研究团队提出了基于激子密度分布精细调控的双侧异相敏化策略。通过引入红光磷光分子作为探针精确绘制发光层内部的激子密度梯度，研究人员将高极性基质构筑的敏化层精准置于激子复合峰值区域，建立了高效的“夹心式”双向福斯特能量转移（FRET）通道。该策略成功将蓝光超荧光OLED的最大外量子效率提升至22.7%，较单侧敏化器件实现了36%的显著增幅，同时有效抑制了敏化剂的本底发射，保持了极高的蓝光色纯度，为高性能蓝光OLED的结构设计与激子动力学调控提供了全新思路。