В рамках данного научного направления решаются следующие основные задачи:
- синтез нанотрубок и графеноподобных структур из нитрида бора и дихалькогенидов металлов с использованием методов высокотемпературного и химического осаждения из газовой фазы;
- создание металлических и керамических  матриц, насыщенных неорганическими материалами в различных пропорциях с использованием методов порошковой металлургии, формирования из расплава, горячего прессования, импульсного плазменного спекания и холодной прокатки;
- морфологический и структурный анализ нанокомпозитных материалов с помощью современных методов сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии и сканирующей зондовой микроскопии
- изучение механических свойств полученных материалов при различных видах деформации во всевозможных температурных условиях;
- оптимизация производственных процессов для создания ультралегких и сверхпрочных металлических и керамических нанокомпозитов и нанопокрытий для конструкционных материалов и медицинских применений.