La investigación del CINN se dirige hacía el diseño controlado de materiales en la multiescala y tiene como objetivo el desarrollo, caracterización y completa comprensión de nuevos materiales multifuncionales capaces de superar las limitaciones tanto de los materiales como de los procesos de fabricación actuales.


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Los objetivos científicos incluyen la reproducción de principios o estructuras presentes en plantas y animales a través de materiales bioinspirados, el desarrollo de biomateriales que presenten propiedades mejoradas en términos de compatibilidad, degradabilidad e interacción célula-material, el estudio de las propiedades fundamentales y el comportamiento de materiales híbridos magnéticos nanoestructurados, asi como de óxidos complejos, híbridos inorgánicos, fenómenos nanofotónicos y autoensamblaje asisitido. Actividades de modelización y simulación forman parte integrante asimismo de la línea de investigación.

El CINN promueve un modelo de investigación con una fuerte orientación al mercado en el que la innovación competitiva es la meta. Pero atravesar el llamado "valle de la muerte" y conseguir llevar al mercado nuevos productos o procesos derivados de la investigación no es un camino fácil y en muchos casos requiere el diseño de rutas de explotación a medida que pueden incluir herramientas como la creación de nuevas empresas o el establecimiento de alianzas estratégicas con empresas tecnológicas ya consolidadas que permitan la conversión del conocimiento del CINN en innovaciones de éxito en el mercado.

El CINN publica un promedio de 40-50 artículos cada año en revistas científicas internacionales sobre todo dentro de las áreas de conocimiento de: Ciencia de los Materiales, Física y Química. Un número significativo de estos trabajos se publican en revistas de alto impacto entre las que se incluyen Nature Nanotechnology, Physical Review Letters, Biomaterials, Journal of the American Chemical Society...