Metalik ve polimerik malzemelerin mekanik ve mikroyapısal özellikleri; çekme, basma, eğme, darbe ve yorulma deneyleri kullanılarak değerlendirilmektedir. Mikro-ölçekli mekanik testler, korozyon–yorulma analizleri ve çevresel bozunma çalışmaları ile malzeme davranışını belirleyen temel süreçler ortaya konulmaktadır. X-ray CT, SEM, BSE, EDS, EBSD, XRD ve DIC gibi ileri karakterizasyon teknikleri aracılığıyla mikroyapı–özellik ilişkileri çok ölçekli olarak incelenmektedir. Bu kapsamda, hem geleneksel yöntemlerle üretilen hem de katmanlı imalatla elde edilen yapıların performans değerlendirmeleri yapılmaktadır.
Metal ve polimer yüzeylere uygulanan fonksiyonel kaplamaların morfolojik, kimyasal ve mekanik özellikleri araştırılmaktadır. EKO/ECO temelli yüzey modifikasyonları, termal bariyer kaplamalar, antibakteriyel yüzeyler ve koruyucu film yapıları; korozyon direnci, aşınma davranışı, biyolojik etkileşim ve termal kararlılık açısından analiz edilmektedir. Kaplama–altlık arayüzey özellikleri, film kalınlığı, porozite ve yüzey morfolojisi ileri karakterizasyon teknikleriyle değerlendirilmekte, kaplamaların performansa etkisi sistematik olarak incelenmektedir.
Tıbbi implantlarda kullanılan biyobozunur metaller (Mg, Zn ve türevleri) ile polimer esaslı (PLA, PLA-CF, seramik katkılı) biyomalzemelerin mekanik, kimyasal ve biyolojik davranışları araştırılmaktadır. İn vitro bozunma süreçleri; korozyon, mekanik dayanım ve biyouyumluluk yönünden değerlendirilmektedir. Katmanlı imalat teknikleriyle üretilen biyomalzemelerin yapısal bütünlüğü, yüzey özellikleri, kaplama sonrası fonksiyonel iyileşmeleri ve implant–doku arayüzey etkileşimleri çok yönlü olarak incelenmektedir.
Malzemelerin kırılma, plastik deformasyon, yorulma, sünme ve çevresel etkiler altındaki davranışları deneysel ve sayısal yaklaşımlarla analiz edilmektedir. Yüksek sıcaklık koşullarında şekil değiştirme mekanizmaları, çatlak ilerleme süreçleri, korozyon–yorulma etkileşimleri ve hasar oluşum mekanizmaları detaylı biçimde değerlendirilmektedir. Uzay ve havacılık uygulamalarına yönelik hafif ve yüksek performanslı alaşımların mekanik kararlılığı; katmanlı imalat ürünlerinde hasar ve dayanım prensipleri; sensör tabanlı yapısal sağlık izleme (SHM) ve sonlu elemanlar analizleri (FEM) kapsamında modellenmekte ve incelenmektedir. Ayrıca deneysel veriler, veri analitiği ve makine öğrenmesi teknikleriyle desteklenerek malzeme davranışının tahmini yapılmaktadır.