Le nano-scienze sono attualmente tra le ricerche di base più attive e potenzialmente ricche di applicazioni tecnologiche. Il loro scopo è la comprensione ed il controllo delle proprietà  della materia alla scala dei nanometri. Dal punto di vista sperimentale, tecniche avanzate di sintesi e strumenti di analisi allo stato dell'arte vengono usati da ricercatori del Dipartimento di Fisica, in stretta collaborazione con il Laboratorio TASC dell'Istituto Officina dei Materiali del CNR e con il Laboratorio Elettra. Un'attività  parallela è centrata sullo sviluppo di modelli, calcoli e simulazioni teoriche, sia per fornire spiegazioni ai risultati sperimentali, sia per predire le proprietà  di nuovi materiali, come ad esempio sistemi a bassa dimensionalità , liquidi e collodi, semiconduttori e semi-metalli.