Materiały funkcjonalne są to zaawansowane mikro- i nanostruktury projektowane i syntezowane pod kątem uzyskania określonych funkcji. Niektóre materiały pełnią swoją funkcję bezpośrednio, bez udziału bodźców zewnętrznych. Przykładem jest grafen odgrywający rolę katalizatora reakcji elektrochemicznej lub nanorurki węglowe stosowane jako systemy nośnikowe dla leków. Istnieją również materiały funkcjonalne, których funkcje realizują się w formie odpowiedzi na bodźce zewnętrzne: elektromagnetyczne, optyczne bądź chemiczne.

W Katedrze Fizykochemii Materiałów Funkcjonalnych prace badawcze skupiają się nad wytwarzaniem i modyfikowaniem takich materiałów funkcjonalnych jak:

• Diament mikro- i nanokrystaliczny,
• Materiały kompozytowe w osnowie polimerowej z napełniaczem w postaci niskowymiarowych węgli o strukturze plastra miodu, takich jak nanorurki węglowe i grafen,
• Materiały hybrydowe z udziałem nanorurek węglowych, grafenu, melaminy, chitosanu, dwusiarczku molibdenu.

Główne obszary zastosowań projektowanych materiałów obejmują sensory, detektory promieniowania jonizującego oraz urządzenia do konwersji i magazynowania energii.