水分子是自然界，特別是生物圈中最重要的分子之一。水分子光解動力學的重要性，不僅表現為由于水分子在自然界中的重要地位而使其光化學過程在大氣化學、燃燒化學和星際化學中扮演著重要的角色和氫能源的應用前景上，而且是理論和實驗研究的一個教科書式的范例。

近年來，中科院大連化學物理研究所楊學明研究組利用自行研制和發展的里德堡態氫原子飛行時間譜與窄線寬波長可調真空紫外激光光源相結合的技術，開展了水分子及其同位素分子的轉動態分辨的態態光解動力學實驗研究，并與英國Bristol大學Dixon教授進行理論合作，取得了一系列突出成果。最近，受美國化學會《化學研究報告》（Accounts of Chemical Research）邀請，楊學明、袁開軍為該期刊撰寫了關于水分子光解動力學系列研究的綜述，并以封面文章的形式發表（Accounts of Chemical Research, 2011, 44, 369-378）。

水分子的基電子態（態）之上依次排列、、、四個電子激發態，這些電子激發態有著非常不同的光解動力學機制，而且它們之間的交叉耦合使得水分子光解動力學的行為更加復雜。水分子的電子態是直接排斥態，直接解離生成H原子和OH基態產物；電子態通過直接解離生成H原子和OH激發態產物，通過與態和態的耦合間接解離生成H原子和OH基態產物；電子態分別通過與態和態的耦合間接解離生成H原子和OH基態產物以及OH激發態產物；電子態通過與態的快速耦合間接解離生成與態相同的解離產物。

迄今為止，楊學明研究組對水分子及其同位素分子進行的光解動力學系列研究結果共發表文章19篇，其中包括1篇Science，1篇Acc. Chem. Res.，1篇PNAS，2篇PRL，JCP封面文章和JPC封面文章各1篇。這些研究成果使得人們對水分子電子激發態的性質、解離過程的細致機理、轉動激發對光解過程的影響等有了深入清晰的認識，為進一步了解水分子在大氣化學、燃燒化學、星際化學中的作用機制和未來氫能源的應用提供了基礎研究依據。