本研究は，金属表面や高分子等の異種材料を場として用い，これらと相互作用する分子機械を外部からのエネルギーにより動かす．理論計算により材料表面や材料中にある分子構造を予測し，異種材料との相互作用を考慮した分子機械を設計する．設計した分子を有機合成的手法により合成し，材料と相互作用させる．外的なエネルギーを付与し，分子機械を動かす．分子の変形によるスペクトル変化を測定し，外的なエネルギーの付与によりえられた構造変化の情報を実験により得る．得られた実験結果を分子設計にフィードバックし，分子機械の構造と動きを自在に制御することを目指す．分子機械を動かすためには分子中の単結合周りの回転運動を制御することが鍵である．単結合周りの回転障壁はエネルギーが低く制御が容易でないが，異種材料からなる場を用いることで単結合周りの回転から生じる構造(＝配座)を制御する．
本研究対象である分子機械はその配座を検出できるセンサーとしての機能を兼ね備えている．このことから材料中にある分子の配座を検出することが可能である．有機材料の機能物性と分子配座は大きく影響しており，本研究により，環境刺激を受けた材料中の分子配座とその機能物性の関係を明らかにする一助となることが期待される．