Научное направление лаборатории — химия углеводов, которая охватывает полный синтез природных низкомолекулярных арилгликозидов и олигосахаридов, разработку методов их анализа в природном сырье, а также исследование фундаментальных закономерностей реакционной способности углеводов и влияния защитных групп.
 
Кроме того, лаборатория занимается модификацией структур биологически значимых соединений путём введения углеводных фрагментов и фотохимической трансформацией углеводных скелетов.
 
Разнообразная биологическая активность синтезируемых соединений позволяет использовать их для разработки лекарственных препаратов с антиоксидантным и противопаразитарным действием, а также для получения гликоконъюгатов, применяемых в производстве вакцин.

Центр объединяет междисциплинарную команду химиков, фармацевтов, врачей, биохимиков и специалистов по ядерной медицине. Руководит коллективом профессор Уппсальского университета (Швеция) Владимир Толмачев — один из ведущих мировых экспертов в области радиохимии.
 
Основная деятельность НИЦ направлена на разработку таргетных молекул на основе каркасных белков, специфичных к молекулярным мишеням, экспрессируемым на поверхности раковых клеток. Центр функционирует как площадка компетенций по созданию радиофармпрепаратов для диагностики и лечения онкологических заболеваний методами ядерной медицины.

В состав междисциплинарной команды центра входят физики, материаловеды, химики, биохимики и биологи. 
 
Исследования центра направлены на разработку новых интеллектуальных («умных») материалов для различных отраслей промышленности, прежде всего для биомедицины, возобновляемой энергетики и гибкой электроники нового поколения.
 
Разработки биомедицинского профиля обеспечивают трансфер технологий, способствующих переходу к персонализированной медицине, развитию высокотехнологичного здравоохранения и внедрению инновационных решений в сфере здоровьесбережения.

Центр специализируется на разработке и фундаментальном исследовании новых мультифункциональных материалов биомедицинского назначения. Рост численности населения, увеличение продолжительности жизни и необходимость повышения качества жизни пациентов обусловливают постоянную потребность в совершенствовании существующих технологий и создании принципиально новых биоматериалов.
 
Ключевые направления исследований включают аддитивные технологии для 3D-печати персонализированных металлических костных имплантатов, а также проектирование биосовместимых сегнетоэлектрических материалов, генерирующих электрический потенциал при механической деформации или изменении температуры. Такие материалы перспективны для регенеративной медицины, разработки биосенсоров и возобновляемых источников энергии.
 
Дополнительно ведутся работы по функционализации поверхности биоматериалов с применением комплекса передовых методов для оптимизации их биологических свойств. Параллельно создаются «умные» нанороботы с магнитными и магнитоэлектрическими характеристиками, предназначенные для решения задач онкотераностики.

Лаборатория объединяет учёных в области супрамолекулярной химии, кристаллографии, материаловедения и компьютерного моделирования. Ключевая научная задача коллектива заключается в установлении фундаментальных закономерностей слабых межмолекулярных взаимодействий и использовании этих знаний для направленного конструирования веществ с заданными свойствами.

Учёные лаборатории разрабатывают стратегии прецизионной сборки молекулярных каркасов и поверхностных структур через управление водородными связями, π-π-стэкингом, ван-дер-ваальсовыми и координационными взаимодействиями. Создаваемые материалы находят применение в селективном катализе, молекулярной сенсорике, энергоэффективных устройствах и экологически безопасных технологиях, что напрямую соответствует принципам «зелёной» химии и глобальным целям устойчивого развития.

Лаборатория располагает 12 современными учебными стендами, предназначенными для изучения гидравлических, теплообменных и массообменных процессов. Оборудование охватывает фундаментальные процессы химической технологии, универсальные для различных отраслей промышленности.
 
Конструкция стендов позволяет выстроить обучение поэтапно: студенты младших курсов знакомятся с устройством аппаратов, а учащиеся старших курсов и магистранты проводят углублённый анализ технологических процессов. Лаборатория также создаёт условия для самостоятельных экспериментов в рамках подготовки курсовых и выпускных квалификационных работ.
 
В ходе занятий студенты исследуют процессы ректификации и фазовые превращения веществ. Отдельный стенд посвящён изучению датчиков и контрольно-измерительных приборов, применяемых в системах автоматизации производства.