Moderne keramische und hybride Materialsysteme und deren Anwendungen (z.B. Lambda-Sonde, Kraft-/Bewegungssensor, Zustandsüberwachung, Energiespeicherung/-umwandlung, Abgasreinigung, Lichtquelle, als Strukturwerkstoffe (Reibungsreduktion, Härte, hohe Einsatztemperaturen) 

- Synthese-/Herstellungsmethoden für Materialien/Bauteile 

- Skalenabhängigkeit physikalischer/chemischer Eigenschaften (Quanteneffekte): vom Volumenwerkstoff zum Nanomaterial 

- Physikalische Grundlagen der funktionellen Eigenschaften: Ionen-/ Elektronentransport, Halbleitercharakteristik, Magnetismus, Katalyse, Energiespeicherung, Härte, Rissunterdrückung/-heilung 

- Hybride Werkstoffe: Funktionsdesign/Materialkombinatorik, Grenzflächen, Individualeigenschaften - globale Eigenschaft