تحقیقات و کاربردهای مرتبط به همان اندازه متنوع هستند، از گسترش‌های فیزیک دستگاه‌های معمولی تا رویکردهای کاملا جدید مبتنی بر خودآرایی مولکولی، از توسعه مواد جدید با ابعاد در مقیاس نانو تا کنترل مستقیم ماده در مقیاس اتمی.