Научный коллектив проводит фундаментальные и прикладные исследования по синтезу, компьютерному моделированию и характеризации новых классов функциональных наноматериалов для передовых биомедицинских приложений и интеллектуальных систем.
Исследовательская деятельность сосредоточена на создании материаловедческой и расчётной базы, обеспечивающей разработку «умных» платформ с управляемыми физическими свойствами. Эти платформы предназначены для внедрения в области адресной доставки, тераностики, нейромодуляции и биосенсорики.
В основе реализуемых коллективом проектов, поддержанных Российским научным фондом и Минобрнауки РФ, лежит междисциплинарный подход на стыке физики конденсированного состояния, химии, нанотехнологий, вычислительного материаловедения и искусственного интеллекта. Работа дополнена тесным взаимодействием с профильными индустриальными и академическими партнёрами в сфере прикладной биологии и медицины.
Суперпарамагнитные наноматериалы
Разработка коллоидных суперпарамагнитных наносистем на основе биосовместимых оксидных и металлических соединений, а также изучение закономерностей «состав‑структура‑магнитные свойства» для адресной доставки и биовизуализации (МРТ‑контраст и флуоресценция).
Магнитоэлектрические наногетероструктуры
Создание биосовместимых магнитоэлектрических наноактуаторов типа «ядро‑оболочка» с высоким коэффициентом межфазной связи для применения в онкотераностике и нейромодуляции.
Бессвинцовая пьезо‑ и сегнето‑нанокерамика
Синтез экологически безопасных, нетоксичных сегнетоэлектрических оксидных наносистем на основе бессвинцовой пьезо‑ и сегнето‑нанокерамики (соединения гафния, титаната бария, ниобата калия‑натрия) и управление их доменной структурой.
Гибкие полимерные платформы с улучшенными магнитными, пьезо‑ и магнитоэлектрическими свойствами
Разработка перманентных и биодеградируемых гибких полимерных 2D‑ и 3D‑матриц (плёнок и скаффолдов) с повышенным пьезоэлектрическим и магнитоэлектрическим откликом для беспроводной электростимуляции и биосенсорики.
Компьютерное моделирование свойств «умных» материалов
Многомасштабное моделирование физических характеристик на основе первопринципных методов (расчёт электронной структуры на границах фаз) и метода конечных элементов для симуляции распределения локальных полей и кинетики диффузии.
Машинное обучение и анализ данных (ML и AI‑технологии)
Применение предиктивных алгоритмов для ускоренного поиска оптимальных химических составов, прогнозирования стабильности композитов и автоматизированной обработки результатов измерений.
The research team conducts fundamental and applied studies focused on the synthesis, computational modeling, and characterization of new classes of functional nanomaterials designed for advanced biomedical applications and intelligent systems.
The team’s research centers on establishing a materials-science and computational foundation to enable the development of "smart" platforms with tunable physical properties. These platforms are intended for use in targeted drug delivery, theranostics, neuromodulation, and biosensing.
The projects undertaken by the team—supported by the Russian Science Foundation and the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation—employ an interdisciplinary approach that integrates condensed matter physics, chemistry, nanotechnology, computational materials science, and artificial intelligence. This work is further strengthened by close collaboration with key industrial and academic partners in the fields of applied biology and medicine.
Superparamagnetic Nanomaterials
Development of colloidal superparamagnetic nanosystems based on biocompatible oxide and metallic compounds, alongside the investigation of the relationships between composition, structure, and magnetic properties for applications in targeted delivery and bioimaging (including MRI contrast enhancement and fluorescence).
Magnetoelectric Nanoheterostructures
Formation of biocompatible, core-shell magnetoelectric nanoactuators characterized by a high interfacial coupling coefficient, designed for use in cancer theranostics and neuromodulation. Lead-free piezoelectric and ferroelectric nanoceramics Synthesis of environmentally friendly, non-toxic ferroelectric oxide nanosystems based on lead-free piezoelectric and ferroelectric nanoceramics (compounds of hafnium, barium titanate, and potassium-sodium niobate), along with the control of their domain structure.
Flexible polymer platforms with enhanced magnetic, piezoelectric, and magnetoelectric properties
Development of permanent and biodegradable flexible polymer 2D and 3D matrices (films and scaffolds) with enhanced piezoelectric and magnetoelectric responses for wireless electrical stimulation and biosensing.
Computational modeling of the properties of smart materials
Multiscale modeling of physical characteristics, ranging from first-principles methods (calculating electronic structure at phase boundaries) to continuum-based finite element approaches for simulating local field distribution and diffusion kinetics.
Machine learning and data analysis (ML and AI technologies)
Application of predictive algorithms to accelerate the discovery of optimal chemical compositions, forecast the stability of composites, and automate the processing of measurement data.