- Aditivní metody přípravy kovových multimateriálů, gradientních a funkčních materiálů
 - Aditivní zpracování kovových materiálů
 - Aplikovaná teorie diferenciálních rovnic
 - Experimentální a teoretické studium termodynamické stability pokročilých vícefázových slitin
 - Kvantově-mechanické simulace multiferoických materiálů
 - Magneticky aktivní smart materiály
 - Modifikace povrchů a pokročilé funkční biomateriály
 - Návrh funkčních materiálových struktur pro senzoriku a energy harvesting
 - Nové technologie pro systémy s kapalinovým mazáním
 - Poddajné kontakty v lidském těle (oko, fascie, kůže)
 - Porézní keramické struktury pro bioaplikace
 - Příprava a vlastnosti pokročilé bezolovnaté keramiky a jejich kompozitů
 - Superlubricita synoviálních kloubů a náhrady chrupavky
 - Transparentní keramika s funkčními vlastnostmi
 - Vesmírná tribologie a mazání vakuových systémů
 - Vysoko-entropické slitiny připravované cestou práškové metalurgie a vakuovým tavením
 - Vývoj a aplikace modelů plasticity s porušováním
 - Vývoj a výpočtová analýza křehkého lomu pokročilých „SMART“ materiálů
 - Vývoj laditelných mikro/nano-mechanických rezonátorů
 - Vývoj 4D metamateriálů
 - Zdraví a pohodlí člověka