物質・材料研究機構（NIMS）の研究員が教員となり、研究指導を行うコースです。NIMSの一流の設備を利用して、最先端の研究を行いましょう。
　このコースでは、コンビナトリアル化学、ナノ組織制御やナノ粒子制御技術を用いたガラス材料、鉄鋼材料、磁性材料などの革新的材料を開発しています。また、再生医療のための生体材料の開発や、強相関物質・超伝導材料等の基礎研究など、幅広い研究を行っています。

医薬品をはじめとするライフサイエンス関連材料設計の基礎となる有機材料の物理化学や界面化学に普遍的視点で深く切り込み、基礎科学の深化に貢献しつつ医薬品開発にも直結する研究を進める。

構造用金属材料 (特に鉄鋼材料) を主な研究対象とし、相変態によるミクロ組織形成機構や変形・破壊挙動（特に水素脆性などの脆性破壊）とミクロ組織の相関について研究している。そして、高強度・高延性・高破壊特性を実現した鉄鋼材料を開発するための合金設計指針・ミクロ組織設計指針を理論的な背景から提案することを目指している。

生体組織を低侵襲で治療・再生する医療材料に関する基礎研究。生体内の環境下でゾルからゲルへ変化する材料を合成し、これらの材料と細胞・薬剤とを組み合わせることにより組織接着剤、細胞接着剤、薬剤徐放性ステント等へ展開している。

分子認識能、光・電子機能性、動的な挙動を示す有機分子・高分子・超分子及びその集合体の「デザイン」「合成」「機能評価」を通して、将来に残る新規なコンセプトを見いだし、ナノ有機化学分野を創出する。

先進医療への貢献を目指し、組織再生足場材料と幹細胞機能制御材料の研究を行う。生体吸収性高分子からなる多孔質材料及び複合材料、細胞外マトリックス由来の生体模倣材料、生体機能分子のナノ・マイクロパターン化材料、生体機能性ナノ粒子を創出し、細胞・生体との相互作用や組織再生について調べる。

航空機・自動車・船舶・インフラ構造物等で用いられる接着・コーティング材料に関する研究。具体的には、新規接着剤・コーティング剤の開発を最先端の表面解析・最新重合技術・プロセス加工等を駆使して行う。

データストレージ、スピントロニクス、エネルギー・環境分野で用いられる磁性材料に関する研究。具体的には、次世代ハードディスクドライブ用磁気記録媒体・再生ヘッド用磁気センサーの開発、重希土類元素を使わない高特性磁石材料の開発を最先端の原子レベル解析手法を駆使しつつ行う。

構造的な秩序（トポロジー）が強く作用する化合物の原子のネットワーク構造配列の制御、新規材料創製、ナノ・ミクロ構造制御などをとおして、有用な熱電材料や電池材料などの環境・エネルギー材料の新規開発を行っている。特に世界で初めての広範囲実用化に資する熱電材料の開発を目指している。

刺激に応答して性質を変化させる特殊な素材スマートポリマーに関する研究。病院などの医療機関との共同によって、特に途上国や被災地などの低インフラ地域でも利用可能な医療材料を創製。

透過型電子顕微鏡の観察手法やシステムの開発とそれらを用いた材料観察への応用。特に、太陽光発電材料、燃料電池、蓄電池などの環境・エネルギー材料のその場観察に向けたシステムの構築を目指している。

航空機・自動車用構造材料を中心に原子レベルの材料挙動から成形加工プロセスまで複数のスケールに渡る現象を数理モデルとして扱い材料挙動および材料特性を評価・予測する。数理モデルと数理最適化法を組み合せることで新たな材料研究・開発指針を掲示するアプローチの開発を目指す。

原子間力顕微鏡・走査型トンネル顕微鏡を用いた分子の構造と状態の解析および計測手法の確立。探針を用いた局所化学の確立と新奇化合物の単分子合成。表面化学反応による新規炭素ナノ構造体の創生と機能創出。

リチウムイオン電池などのエネルギー関連材料における作動メカニズムを、スパコンを用いた第一原理分子動力学計算により解明する。さらにマテリアルズ・インフォマティクスにおける機械学習手法を用いて、新材料を開発する。

燃料電池や蓄電池を駆動させる電気化学の基礎原理と材料の研究を通して、現代のエネルギー問題解決に取り組む。具体的には、実験と理論計算・データ科学との連携による、（１）モデル電極を活用した反応機構の解明・開拓、および（２）新規な電極材料の設計・合成の２点を重視して研究を行う。

独自の分子デザインや化学反応を駆使した有機材料開発を行う。特に、分子構造・配列・物性が時々刻々と変化する動的ソフトマテリアルを創成し、生命活動の特徴でもあるナノからマクロスケールにわたるダイナミックな現象の普遍的解明と制御を目指す。