Les chercheurs de l'ISIS développent une recherche exploratoire qui recouvre de nombreux domaines scientifiques, autour du thème général de la matière complexe. Parmi les sujets abordés à l'ISIS, citons notamment les nanosciences et la science des matériaux, l'étude des processus d'auto-organisation et de chimie adaptative, la nanophotonique, la plasmonique et le couplage fort lumière-molécules, les biomatériaux supramoléculaires, l'auto-assemblage supramoléculaire, la chimie des macromolécules, la chimie des matériaux 2D (graphène, etc.), le développement de méthodes pour le calcul des énergies libres de conformation et des énergies libres de liaisons, la catalyse ou encore la physique et l'informatique quantiques. Cette approche interdisciplinaire est l'une des pierres angulaires de la politique scientifique de l'Institut et a été source de nombreuses innovations.
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