二次非線性光學高分子材料
光電工業為我國目前之策略性工業，主要光電產品在過去五年，每年都有百分之二十五之成長率，目前產值已超過兩百億元，而光電高分子材料是光電工業中不可或缺的原料，於而於光電高分子材料的發展上，材料的調頻及切換之能力(非線性係數的大小)以及其材料之熱安定性是一重要之考量。這類光電材料之非線性性質的形成主要是利用外加電場將具有非線性係數之發色團基強制排列以形成具有非中心對稱(noncentro-symmetry)之結構，這些非中心對稱性排列使得發色團基之非線性值得以有效的顯現出來。然而，此排列型態在熱力學上屬於不穩定的介穩狀態結構，這些介穩狀態的排列結構易受熱的刺激而逐漸恢復到原本混亂之穩定狀態。 而這類光電材料通常需要較高之操作溫度(80-100℃)以及短暫的加工溫度(200-250℃)，為了使這些非線性材料在介穩狀態下能夠穩定地存在，降低分子鏈段的的運動是目前非線性光學材料在光電材料之應用上的一大重點。而本研究為研發出具有高溫穩定性之非線性光學高分子材料，從具有二次非線性光學特性之發色團基與高分子基材兩方面著手進行設計與製備。 
高性能有機 ／無機混成材料
於高分子材料中添加矽膠 (silicates)，以改進其電、熱及機械性質，為一常見之改質方法，但在混合加工上卻有其技術上之困難，例如，如何將矽膠均勻分佈於高分子材料中，以及如何確保高分子材料和添加物之間具有良好界面黏質(interfacial adhesion)。為了解決上述之難題，有學者便以合成之途徑來製備複合材料，其中一種方法即是利用溶膠-凝膠(sol-gel) 反應以製備有機/無機高分子混成材料 (hybrid polymeric materials)，這些材料同時具備有機成分與無機成分之優越特性，例如無機成分具有高拉伸模數(high tensile modulus)、抗刮痕(scratch resistance)、耐高溫(thermal stable)及良好尺寸安定性(dimensional stability )；而有機成分具有強韌(toughness)、柔軟(flexibility)及質輕(lightweight)等優點。這些有機/無機高分子複合材之製備大都採用"即時製備法(in situ preparation)"；在有機高分子中之無機玻璃(sol-gel glasses)，具有非常細緻之形態(fine-scale morphology)，因此可獲得光學透明性(optically transprent)良好之高分子材料；並且在此混成高分子材料中，無機玻璃之含量可視需要加以調整。這些新型材料可被廣泛應用於耐衝擊玻璃、光波導元件、防刮傷之塗裝及補強之黏著劑等等。再者，由此種方法所製備出來之材料近似於生醫複合材料(biological composite materials)，如牙齒和骨骼；在這些生醫複合材料的製備過程中，礦物顆粒(mineral particles)乃是在高分子材料中(polymer matrix)以"即時成長(grown in situ)"所獲得。
Dendrimer材料
Dendrimer是一種新穎的材料，具3度空間球狀或樹枝狀結構體，其基本結構包括三個部份：1.核心2.重覆單位(1→n)接於核心上 3.最外層官能基。自Tomalia等人與Newkome等人發現dendrimer(類似starburst或cascade狀之分子) 以來，此類大分子之研究即廣受各方注意，亦在觸媒、藥物輸送、光電及材料科學等領域有研究論文發表。由於獨 一無二的球形巨分子形態，使其具一些優良特性，如：單一分子量分佈、大的內部孔洞、高溶解度、低黏度及結構設計多樣化等優點。
有機太陽能電池
人類對於解決能源問題的迫切性，以及能源技術在未來科技發展中的重要地位。從十八世紀工業革命開始，人類對於能源的需求與消耗出現了前所未有的爆炸性成長。由於科技日新月異，綠色節能產品不斷推陳出新且提高使用效率，並延長石化燃料資源的的耗盡。然而隨著世界人口總數不斷的攀升，對於石化燃料資源的需求仍持續增長。使用石化燃料所排放的溫室氣體也導致氣候變遷日趨嚴重，使得世界各地不時傳出天候異常的現象。因此，在環境保護以及能源需求的雙重議題下，開發低污染的再生能源已經成為世界的共識。無機太陽能電池的發展現況，目前效率最高的III-V族GaAs太陽能電池效率已突破30 %。但價格極為昂貴，僅用於太空領域或是太陽能競速車等特殊領域。與GaAs太陽能電池相較之下成本較低的矽太陽能電池，也因矽原料短缺面臨成本無法降低的窘境。此外，矽太陽能電池在製程中需耗費大量能源與進行蝕刻作業，所排放的溫室氣體與使用的強酸強鹼皆會對環境造成不良影響。有機太陽能電，因具備更低廉的成本潛力、可透過現有的印刷或連續捲軸式等技術進行大面積製造製程、成品質輕、可結合撓曲基板等優點，被視為極具開發潛力的技術，唯目前穩定性與轉換效率仍待突破，亟待新材料的開發。
