太阳光中的紫外辐射对地球环境及人体健康具有较大的负面效应。为了减缓紫外辐射造成的损伤,市面上开发出了各种类型的紫外防护功能分子实施光防护行为。然而,当前的紫外防护功能分子存在安全性较差、母体类型单一、紫外防护波段较窄、防护机制单一等诸多问题。由于天然植物具有长期暴露在太阳光下抵抗紫外辐射的性能,本工作致力于从天然植物中开发安全高效的新型紫外防护功能分子,采用密度泛函理论和含时密度泛函理论的计算方法结合稳态光谱实验和超快光谱实验,揭示其激发态动力学机制与紫外防护行为之间的关系。本工作基于白藜芦醇、白皮杉醇、小豆蔻明、异甘草素以及胡椒提取物等天然分子,详细阐述了激发态动力学与紫外防护作用之间的关系。天然二苯乙烯型分子白藜芦醇和白皮杉醇可以高效吸收长波紫外线和中波紫外线波段的紫外辐射且能够保持较好的光稳定性,被激发的二苯乙烯型分子可以通过第一激发态和基态的锥形交叉点沿着势能曲线在几十皮秒的时间内快速到达基态,通过反式顺式光异构化路径弛豫能量。天然查尔酮型化合物小豆蔻明和异甘草素则可以通过激发态分子内质子转移和反式顺式光异构化双通道路径弛豫能量,查尔酮型大共轭母体结构和羟基效应可以实现对吸收光谱位置的调控,弥补之前防晒产品中低能长波紫外线波段吸收的缺陷。天然胡椒提取物系列分子则可以通过苯环对位的取代基效应实现对稳态吸收光谱的调控,为开发新型紫外防护功能分子提供借鉴。本工作中的光谱调控策略及新型防护母体结构的研究将为未来紫外防护功能分子的设计开发提供思路,为扩充广谱防晒霜奠定基础。