Наночастицы: особенность их свойств по сравнению с объемным состоянием вещества, потенциальные сферы использования - электроника, нанокомпозиты, адсорбенты и катализаторы. Современные физико-химические процессы получения дисперсных материалов: золь-гель метод, криохимическая технология, пиролиз аэрозолей, плазмохимическая технология. Фрактальные модели ультрадисперсных систем.

SP², SP³ и смешанное состояния углерода. Соединения внедрения в графит, их свойства, применение в электрохимических источниках тока. Графлекс - гибкий материал на основе дисперсного графита, технология, свойства, применение. Углеродные волокна, химические принципы получения, применение. Синтетический алмаз, принципы его получения, свойства и сферы использования. Алмазные пленки, синтез из газовой фазы, их физические свойства.
Фуллерены, их получение и очистка. Эндоэдральные соединения фуллеренов. Сверхпроводимость фуллеритов. Сверхтвердые формы углерода, получаемые из фуллерена. Углеродные нанотрубки, получение и свойства.

Термодинамика и кинетика процессов стеклования. Реальная структура силикатных, боратных и фосфатных стекол. Концентрационное расслоение стекол (спинодальный распад) и технология стекла "викор". Химические и физические принципы упрочнения стекла. Химические основы технологии высокочистых стекол для оптоволокна. Халькогенидные стекла, фторидные стекла. Стеклоуглерод. Аморфные металлы, проблема их получения в массивном состоянии. Высокопрочные и магнитные материалы на основе металлических стекол. Фотохромные стекла. Ситаллы. Стекло в технологии захоронения ядерных отходов. Новые фосфатные стекла как герметики.

Особые свойства веществ в виде тонких пленок. Основные представления о механизмах роста пленок. Эпитаксия, ее применение в технологии интегральных схем и других полупроводниковых гетероструктур. Зависимость функциональных свойств пленок от эпитаксиальных напряжений. Поликристаллические покрытия, классификация их основных разновидностей по функциональным свойствам. Химическое осаждение пленок и покрытий из пара: принципы и новые решения. Возможности золь-гель процесса при получении пленок. Технология Ленгмюра-Блоджетт. Представление о распространенных физических методах получения пленок. Стабилизация новых соединений в виде тонких пленок. Гетероструктуры и сверхрешетки. Самоорганизация систем при образовании квантовых точек и квантовых долин.

Структура керамики. Представление о механизмах и методах интенсификации спекания керамики. Применение химической гомогенизации для улучшения функциональных свойств керамики. Новые виды функциональной оксидной и бескислородной керамики. Материалы со свойствами, определяемыми границами раздела в поликристаллических системах. Структура и свойства градиентных материалов. Процессы получения и перспективы использования
Керамические композиты. Трансформационное упрочнение. Перкаляционные явления.

Важнейшие диэлектрические характеристики материалов. Поиск материалов с низкими диэлектрическими потерями. Нелинейные диэлектрики. Сегнето-, пьезо- и пироэлектрики на основе солей, сложных оксидов и оксогалогенидов. Разработка сегнетоэлектрических материалов для хранения информации. Сегнетоэлектрики-полупроводники, сегнетомагнетики. Материалы для микроэлектромеханических систем.

Важнейшие типы магнитомягких и магнитожестких материалов. Магнитные металлы и сплавы типа альнико, SmCo₅ и Fe-Nd-B. Пути повышения магнитной энергии сплавов, связанные с применением термической, термомеханической или радиационной обработки. Магнитодиэлектрики типа ферритов со структурой шпинели, граната, магнетоплюмбита. Перовскиты с коллосальным магнитосопротивлением. Зависимость их электромагнитных свойств от толерантного фактора и кислородной стехиометрии. Композиты с тунельным магнитосопротивлением. Перспективы их применения для магнитной записи и сенсоров.

История открытия основных видов ВТСП, особенности кристаллохимии высокотемпературных сверхпроводников. Области применения ВТСП-материалов. Критические параметры ВТСП, требования к ним. Микроструктура и проблема критических токов. Методы получения объемных ВТСП материалов: твердофазный синтез, ориентированная кристаллизация из перитектического расплава. Методы получения длинномерных ВТСП-материалов. Различие свойств и структуры ВТСП в объемном и тонкопленочном состояниях. Пути повышения критических характеристик ВТСП-материалов: оптимизация катионного состава и содержания кислорода, текстурирование путем термической и механической обработки, создание центров пиннинга.

Кристаллохимические критерии возникновения суперионного состояния твердых тел. Важнейшие типы катионных и анионных проводников на основе галогенидов, пниктогенидов и сложных оксидов. Новые типы оксидных ионных проводников со структурами дефектного флюорита, перовскита, браунмиллерита, фаз Ауривилиуса и Рудлесдена-Поппера. Протонные проводники на основе церата бария. Дисперсоиды. Электронно-ионные проводники, разработка материалов для мембранных реакторов на их основе. Катодные материалы литиевых перезаряжаемых источников тока. Электрохромные устройства и мемисторы. Применение твердых электролитов (топливные элементы, сенсорные системы, электрохимические насосы, гальванические цепи для изучения термодинамики твердофазных реакций).