การออกแบบและสังเคราะห์ระบบห่อหุ้มเพื่อควบคุมการปลดปล่อยสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพและสามารถนำส่งไปยังอวัยวะหรือบริเวณเป้าหมายได้ตามต้องการ โดยอาศัยเทคโนโลยีการห่อหุ้มระดับนาโน (nanoencapsulation) เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการนำส่งให้มีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น ด้วยกระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและการทดสอบฤทธิ์ทางเคมีกายภาพอย่างเป็นระบบ เพื่อประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมผลิตภัณฑ์เพื่อชีวิตและสุขภาพของคนและสัตว์ ผลิตภัณฑ์เพื่อความงามและการดูแลส่วนบุคคล รวมถึงกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ใช้ในครัวเรือน

การออกแบบ พัฒนาและควบคุมวิธีการสังเคราะห์และขึ้นรูปวัสดุหรืออนุภาคที่มีโครงสร้างระดับนาโน เพื่อใช้เป็นเซ็นเซอร์ตรวจจับสัญญาณสำหรับการแพทย์ เกษตรและอาหาร รวมถึงพัฒนาการวิเคราะห์และตรวจหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพ ออกแบบและสังเคราะห์ลิแกนด์ที่จับจำเพาะกับโมเลกุลเป้าหมาย ตลอดจนพัฒนาไบโอเซ็นเซอร์และอุปกรณ์วินิจฉัยทางการแพทย์ที่มีความไวสูงสำหรับตรวจคัดกรองและติดตามโรคที่สำคัญ นอกจากนี้ยังพัฒนาอุปกรณ์ที่มีโครงสร้างระดับไมโครและนาโน เพื่อสร้างหน้าที่เฉพาะให้เหมาะกับการใช้งานด้านการแพทย์สำหรับอนาคต

การพัฒนาเทคโนโลยีด้านตัวเร่งปฏิกิริยาและวัสดุนาโน โดยมีความเชี่ยวชาญด้านการคำนวณระดับโมเลกุลและการคำนวณเชิงคณิตศาสตร์ เพื่อสร้างความรู้ความเข้าใจการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาสู่การออกแบบวัสดุและทดสอบกระบวนการใหม่และถ่ายทอดองค์ความรู้จากระดับห้องปฏิบัติการสู่การใช้จริงในภาคอุตสาหกรรม โดยมุ่งเน้นเทคโนโลยีด้าน Biorefinery การแปรรูปชีวมวลและการเปลี่ยนแก๊สเรือนกระจกให้กลายเป็นเชื้อเพลิงและสารมูลค่าสูง รวมไปถึงการพัฒนาเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงาน

การพัฒนาวัสดุนาโนและโพลิเมอร์ในรูปอนุภาคขนาดเล็ก เส้นใยและแผ่นฟิล์มบาง เพื่อการประยุกต์ใช้ด้านสิ่งแวดล้อมและในภาคอุตสาหกรรมจากการพัฒนาเทคโนโลยีการกรอง เทคโนโลยีการเคลือบ รวมไปถึงการพัฒนาเทคโนโลยีการขึ้นรูปเส้นใยและสิ่งทอนาโน เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์สู่การนำไปใช้ในภาคการผลิต ภาคบริการ ภาคเกษตรกรรมและภาคสังคมชุมชนได้อย่างครบถ้วน

การวิจัยด้านมาตรวิทยานาโน การวิเคราะห์ระดับนาโน การศึกษาคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์นาโนและความปลอดภัยของวัสดุนาโนต่อร่างกายและสิ่งแวดล้อม รวมถึงพัฒนาต้นแบบสิ่งประดิษฐ์เพื่อปรับปรุงและเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตในภาคอุตสาหกรรมด้วยหลักการทางฟิสิกส์และวิศวกรรม นอกจากนี้ยังสนับสนุนการทำงานร่วมกับภาคเอกชนในการให้บริการเครื่องมือวิเคราะห์ทดสอบและการพัฒนามาตรฐานทางนาโนเทคโนโลยีร่วมกับหน่วยงานในประเทศ เพื่อนำไปใช้กับผลิตภัณฑ์ทางนาโนเทคโนโลยี