カーボンナノチューブ（CNT）の優れた特性を生かした応用開発のため、デバイス試作による用途探索を行うとともに、CNTの合成・分離・加工など各種プロセスの高度化や低コスト化など実用に資する技術を確立する。

1. CNT分離における機能制御技術開発
2. CNT製造における量産技術開発
3. CNTデバイス試作等による応用分野開拓

多孔性配位高分子をはじめとする機能材料をナノ粒子化し、材料の有する機能の改良及び新機能の発現を実現することで、有害・有用物質回収などの資源・エネルギー技術を確立する。

1. 多孔性配位高分子などのナノ粒子化技術の研究開発
2. ナノ粒子を利用した有害・有用物質回収技術の研究開発
3. ナノ粒子を用いた電気化学素子による資源・エネルギー技術の研究開発

有機・無機ナノ材料合成技術ならびにバイオ素子合成・デバイス化技術を基盤とし、健康増進や医療向上、環境・生体モニタリングのための環境応答性ナノバイオ材料・デバイスを開発する。

1. バイオミネラリゼーション、分子技術、光技術に基づく有機・無機ナノ粒子・薄膜の合成技術開発
2. 疾病の予防・治癒促進のための機能性物質送達材料の開発
3. 病原性毒素やバイオマーカーを高感度・高選択的に検出できるバイオセンシング素子・デバイスの開発

接着や界面現象に関する研究を推進することで、接着接合部の信頼性向上、接着技術に関する共通基盤的な課題の解決、デバイス等の高機能化を行っている。

1. ナノ構造解析および界面分析を用いた接着メカニズムの解明
2. 異種材料界面の形成による機能性デバイスの創生
3. 接着接合部の長期耐久性評価手法の開発
4. 接着強度評価法の国際規格化推進

電子顕微鏡技術のさらなる高機能化・高性能化を実現し，分子や原子の挙動を高速・高感度で捉えるための最先端計測評価技術を開発する。

1. 新炭素系物質や1次元内包物質，2次元薄膜における原子レベルでの元素同定や構造解析法の実現
2. 評価技術を駆使したナノスペース科学の構築とそれを制御した新機能発現とその応用を目指した研究開発
3. 電子顕微鏡内での化学反応の素過程の観察や単分子の構造解析など，化学・生物分野への電子顕微鏡解析手法の展開
4. 新しい収差補正技術の確立や新規電子顕微鏡法の応用開発，それに試料作製技術などの発展へ貢献

省エネルギー化や環境問題等の社会課題の解決に資する材料やデバイスを実現するために、ナノ構造制御した光波長変換（アップコンバージョンや蛍光等）材料や光触媒等の機能性材料、及びこれら材料の新規製造プロセス技術を開発する。

1. アップコンバージョンや蛍光等の光波長変換材料の研究開発
2. 実環境下において動作する水素生成光触媒や、その特性評価技術の開発
3. 新機能付加や高機能化した材料実現のための製造プロセス技術の研究開発

カーボンナノチューブ（CNT）や金属等のナノ材料を高分子に分散・複合化させたハイブリッド電極を用いたソフトアクチュエータやセンサを開発し、医療デバイスや感覚デバイス等への応用を目指す。

1. CNTや金属ナノ材料と高分子のハイブリッド化技術の開発
2. ハイブリッド電極を用いたソフトアクチュエータおよびセンサの開発
3. CNT繊維化技術と用途開発
4. 分子科学計算によるイオン吸着等、メカニズム解明