מחקרנו עסק בקבוצה ייחודית של חומרים כימיים בעלי היסטוריה מעניינת. הם התגלו בתחילת המאה ה-18 על ידי יצרן הצבעים הגרמני היינריך דיסבאך (Diesbach), שייצר בין היתר את הפיגמנט הנודע "כחול פרוסי", ששימש לייצור דיו. פולימרי קואורדינציה ומערכים אורגנו-מתכתיים (MOF) הם חומרים המורכבים ממספר גדול של יחידות חוזרות המחוברות ביניהן באמצעות יוני מתכת; היחידות החוזרות הן לרוב אורגניות (תרכובות המכילות בעיקר פחמן, חנקן ומימן). ההבדל הבולט בין שני סוגי החומרים (פולימרי קואורדינציה ו-MOF) הוא רמת הגבישיות, כלומר רמת הסדר של המולקולות בתוך המערך המולקולרי. חומרים מסקרנים אלה משלבים שני סוגים עיקריים של תכונות כימיות. האחד הוא התכונות האופייניות לקומפלקסים קואורדינטיביים של מתכות, כלומר מערכים המורכבים מיון מתכת הנמצא במרכז ומקבוצת מולקולות המקיפות אותו. השני הוא התכונות הכימיות האופייניות למערכים מולקולריים גדולים מאוד – פולימרים. השילוב יוצר חומרים בעלי תכונות ייחודיות – תכונות אופטיות, מגנטיות וקטליטיות (הקשורות לזירוז תגובות כימיות). החיפוש העיקש אחר מערכים אורגנו-מתכתיים נקבוביים (פורוזיביים) הוביל ליצירת חומרים בעלי תכונות מרתקות, הקשורות בעיקר לאחסון ולשחרור של מולקולות עתירות אנרגיה (דוגמת חומרי דלק: פחמימנים, מימן) בטמפרטורת החדר ובלחץ נמוך. תכנון רציונלי של אופן ההתארגנות של יחידות הבסיס ברמה המולקולרית עדיין מהווה אתגר, חרף הדיווחים הרבים בספרות. יתר על כן, כמעט איננו מבינים כיצד המרכיבים המולקולריים, מלחי המתכת ותנאי הניסוי (כגון לחץ וטמפרטורה) משפיעים על הממדים, הצורות וההומוגניות של חומרים אלה. מבנה אחיד (הומוגני) של חומרים אלה הכרחי לשימוש בהם לצרכים טכנולוגיים. במהלך המחקר הצלחנו לייצר בצורה מבוקרת מבנים שונים של מערכים אורגנו-מתכתיים. השימוש במגוון רחב של מולקולות הקושרות מתכות-מעבר איפשר לנו להתעמק בסוגיות מאתגרות הקשורות במנגנוני ההיווצרות של המבנים ההומוגניים ובתכונות המגנטיות והאלקטרוניות שלהם. אפיַינו את תכונותיהם של החומרים החדשים שייצרנו בעזרת סדרה של שיטות משלימות, ובהן מיקרוסקופ אלקטרונים, עקיפה בקרני רנטגן, מיקרוסקופ כוח אטומי ועוד. המערכים האורגנו-מתכתיים הנקבוביים שייצרנו הם יציבים ומסוגלים לאחסן ביעילות מולקולות של מתאן, המשמשות להפקת אנרגיה. באמצעות כימיה חישובית, מצאנו סדרה של אבני בניין מולקולריות חדשות היכולות ליצור מערכים אורגנו-מתכתיים בעלי שטח פנים נרחב, המאפשר אינטראקציה טובה עם גזים וכן נפח גדול לאחסון מולקולות עתירות אנרגיה.