В шестидесятые годы А.Н.Теренин, Г.И.Кобышев и Г.Н.Лялин начинают проводить спектральные исследования электронной структуры и процессов диссипации энергии природных (хлорофилл, каротин, флавины) и синтетических (фталоцианины) пигментов в растворах и адсорбированном состоянии. Для изучения фотофизических процесссов ими впервые было использовано лазерное излучение, что позволило наблюдать излучательные переходы из высоковозбужденных состояний люминесцирующих молекул. Показано, что заселение этих состояний происходит за счет триплет-триплетной аннигиляции. Эта пионерская работа положила начало новому направлению в молекулярной спектроскопии - спектроскопии высоковозбужденных состояний.

Впоследствии Г.Н.Лялиным с сотрудниками В.Г.Сиротой, С.В.Литке, В.И.Деркач, В.Н.Гайдаровой, А.Б.Михалевкиным, Е.В.Артамоновой, А.С.Литке был детально изучен механизм взаимодействия сложных многоатомных молекул с поверхностью оксидов металлов и влияние природы этого взаимодействия на внутримолекулярные процессы релаксации энергии электронного возбуждения. Выявлены общие закономерности трансформации энергии электронного возбуждения в адсорбированных многоатомных молекулах и взаимосвязь фотофизических параметров с фотохимическими процессами. Это позволило целенаправленно создавать новые гетерогенные системы с заранее заданными фотофизическими и фотохимическими свойствами. В частности, на основе флавинов были разработаны системы, способные под действием видимого света разлагать воду на водород и кислород. С помощью стационарной и кинетической электронной спектроскопии, ИК-спектроскопии, ЭПР и масс-спектрометрии был детально изучен механизм этого процесса. Установлено, что адсорбция пигментов значительно увеличивает время жизни и, как следствие, создает высокую концентрацию триплетно-возбужденных молекул. Это обеспечивает высокую вероятность поглощения второго кванта, что приводит к обратимому фотовосстановлению флавинов с присоединением двух атомов водорода от адсорбированных молекул воды.

Дальнейшие исследования в этом направлении с использованием адсорбированных на оксидах металлов комплексов металлов платиновой группы с органическими лигандами позволили разработать оригинальный метод измерения поля давления в газовых потоках на поверхности аэродинамических объектов, на который был получен европейский патент.

В настоящее время группой, возглавляемой проф.Г.Н.Лялиным, изучается спектроскопия фотопроцессов в моно- и биядерных комплексах рутения (II) в растворе и в адсорбированном состоянии. В работе принимают активное участие сотрудники химического факультета СПбГУ и коллеги из ун-та г.Bielefeld (Германия).