Functionele nanomaterialen inzetbaar voor duurzame chemische processen, nanosensoren en propere energie-omzettingen zullen gemodelleerd worden in nauwe samenwerking met experimentele partners wereldwijd. Dergelijke gecombineerde theoretische/experimentele aanpak zal leiden tot geavanceerde materialen voor katalyse voor nieuwe grondstoffen en fijnchemicaliën, nanosensoren, en opto-elektronica en fotokatalyse. Nieuwe methoden zullen ontwikkeld worden om te modelleren op condities die zo goed mogelijk experimentele omstandigheden benaderen en zo realistisch mogelijk materialen in kaart te brengen.  Daartoe zullen modellen ontwikkeld worden die rekening houden met defecten en spatiale heterogeniteiten in de materialen van de nano- tot de mesoschaal.  Om de lengte- tijdschaal kloof te overbruggen tussen theorie en experiment, zullen nieuwe methoden ontwikkeld worden uitgaande van technieken die steunen op machinaal leren, geavanceerde kwantummechanische veeldeeltjestechnieken, geavanceerde sampling.