מחקר זה מתמקד בתרכובות של מתכות אשר במרכזן נמצאים אטומי מתכת המוקפים במולקולות אורגניות, המכונות ליגנדות. אופיין ואופן כריכתן של הליגנדות סביב אטומי המתכת יקבעו את תכונותיה המבניות של התרכובת המתכתית ואת מידת התאמתה לשמש כזרז בתגובות כימיות שונות. בין הגורמים המבניים של הליגנדה הניתנים לשינוי ניתן למנות את מספר האטומים הנקשרים ישירות זה לזה (שלושה, ארבעה, חמישה או שישה אטומים), סוג האטומים (חנקן, חמצן או גופרית), שלד הליגנדה (מתפצל או קווי), ומקור הכיראליות שלה (כיראליות היא אי-חפיפה בין עצם לבין תמונת המראה שלו, כפי שמתבטא, למשל, ביחס בין יד ימין ליד שמאל). האתגר הראשוני בעבודה זו היה לתכנן ליגנדות כיראליות אשר תיכרכנה באופן סלילי סביב אטומי מתכת, כלומר, שתתקיים ״השראה כיראלית״, מושלמת בין מבנה הליגנדה לבין כריכתה סביב המתכת. גילינו כי מולקולה המכילה שתי טבעות מחומשות – ביפירולידין – מהווה שלד כיראלי מוצלח לליגנדות אשר תיכרכנה ספציפית סביב מתכות שונות. הכנו ליגנדות שונות המתבססות על שלד זה וחקרנו את תכונות התרכובות שלהן ואת התבטאויותיהן באריזה גבישית וביישומים שונים כזרזים. חקרנו אם ניתן יהיה לגבש באופן סלקטיבי תרכובות של שני אטומי מתכת שונים, תוך התבססות על היותן תמונותמראה מקורבות; עצמים שהיחס ביניהם הוא תמונות מראה נוטים לרוב להתגבש יחדיו. העלינו השערה, כי נטייה זו עשויה להתקיים גם עבור תמונות מראה מקורבות אם השוני ביניהן יהיה מוסתר. תכננו והכנו ליגנדות כיראליות מבוססות ביפירולידין שמכילות שישה אטומי חנקן הנקשרים אל אטום המתכת. גילינו כי הליגנדות נכרכות באופן סלקטיבי ואחיד למתכות שונות, ובהן: אבץ, נחושת, ברזל וקדמיום. המבנה המרחבי של תרכובות אלה משתנה מעט מאד עם שינוי המתכת אשר מוקפת מכל עבריה בליגנדה. ניסיונות גיבוש הראו, כי אכן ניתן לגבש סלקטיבית תרכובות של מתכות שונות כגון אבץ וברזל, כאשר אחת מהן מתבססת על ליגנדה ״שמאלית״ מבחינת אופן כריכתה והאחרת על ״ימנית״. אנו חוקרים כיום את יישומיהם של חומרים אלה. בין היתר גם פיתחנו זרזים מבוססי אבץ ומגנזיום של ליגנדות המכילות שלושה אטומי חנקן ואטום חמצן יחיד, אשר הובילו ליצירתן של מולקולות מסוג פולימרים בעלות מבנה ייחודי ותכונות תרמיות חסרות תקדים. אנו חוקרים כיום את יישומיהם של פולימרים אלה.