Wieloskalowe modelowanie fizyko-chemicznych własności nowych funkcjonalnych nanomateriałów, szczególnie dwu-wymiarowych materiałów warstowych typu grafenu i ich lateralnych oraz wertykalnych (van der Waalsa) heterostruktur. Opracowywanie nowych metod obliczeniowych pozwalających na wiarygodne przewidywanie własności nanomateriałów. W chwili obecnej, szczególnie badane są własności strukturalne, magnetyczne, optyczne oraz transportowe w celu opracowania nowych materiałów dla opto-elektroniki, spintroniki, jak również materiałów pozwalających na efektywne pozyskiwanie energii (materiały fotowoltaiczne i termoektryczne) oraz zjawiska oddziaływania światło-materia i efekty plazmonowe. W badaniu własności nowatorskich materiałów stosujemy metody z pierwszych zasad (oparte o teorię funkcjonału gęstości), atomistyczne metody półempiryczne (metoda ciasnego wiązania), metody pól siłowych (VVF) oraz metody ciągłe.

Multi-scale modeling of fisico-chemical properties of novel functional nanomaterials based on two-dimensional layered, graphene like, systems (2D) and their lateral and vertical (van der Waals) heterostructures, and also developement of theoretical methods neceesary to reach reliable predictions for real systems and facilitate the design of functional devices. At present, particular interest is devoted to studies of electonic structure and light-matter interaction effects for 2D-systems in the context of their structural, magnetic, optical, and transport properties, just to determine the most promising materials for novel applications in the field of opto-electronics, spintronics, energy harvesting (photovoltaics, thermoelectricity), plasmonics, and catalysis. . In multi-scale research of novel 2D materials, we employ ab initio methods (density functional theory), semi-empirical atomistic approaches (Tight-Binding and Valence Force Field), and continous methods (elasticity theory).

1) Nowa generacja nanostruktur i urządzeń na bazie dwu-wymiarowych materiałów MXenes 2) Badania właściwości przeciwnowotworowych nano-kryształów 2D karbidków i azotków tytanu - faz MXenes 3) Hybrydowe struktury magnesów jednomolekułowych i dwuwymiarowych warswowych nanomateriałów

1) New generation of nanostructures and devices based on two-dimensional materials MXenes 2) Investigation of anti-cancer properties of 2D nanostructures of titanium carbides and nitrides - MXenes phases 3) Hybrid structures of single molecule magnets and two-dimensional layered materials