Современные физико-химические методы и теоретические подходы в построении корреляций «структура - свойства» соединений. Выявление принципов направленного дизайна новых материалов различной химической природы, в том числе функциональных и гибридных, а также катализаторов, сенсоров, магнитных материалов и нанокомпозитов.

Проведены исследования широкого ряда объектов, в который входят органические, элементоорганические и неорганические соединения, комплексы переходных металлов, полимеры и гибридные материалы. Определены их молекулярная и кристаллическая структуры, изучены их электронное строение, оптические и магнитные свойства, микроструктура (для кристаллического состояния, наночастиц и тонких пленок). Для отдельных соединений выполнено исследование реакционной способности и механизмов новых и известных практически важных реакций с их участием. Выявлен ряд взаимосвязей с наблюдаемыми практически важными свойствами (магнитными, оптическими, каталитическими, фармакологическими и проч.), что является необходимым условием направленного дизайна новых функциональных материалов с широким спектром потенциальных применений в химии и технологиях. Разработан подход к оценке прочности невалентных взаимодействий в кристалле и супрамолекулярных ассоциатах на основе интегральных значений плотности потенциальной энергии на межатомной поверхности. Предложена концепция конформации и таутомерной формы супрамолекулярного синтона. Получены новые органо-неорганические архитектуры, содержащие между слоями MoS₂ или TiS₂ монослои молекулярных соединений (диаминов, производных гуанидина, амфифильных молекул), и выявлены структурообразующие факторы в этих и подобных гетерослоистых архитектурах. Предложены нестандартные методики элементного и функционального анализа.