Το μάθημα “Σχέσεις Δομής-Ιδιοτήτων Υλικών” αποβλέπει στην εξέταση και κατανόηση των μακροσκοπικών ιδιοτήτων (μηχανικών, θερμικών, ηλεκτρικών, μαγνητικών, οπτικών, ρεολογικών, (δι)επιφανειακών) της στερεάς φάσης (κρυσταλλικά, άμορφα στερεά) με αναφορά στη μίκρο- και νανοσκοπική δομή και ταυτόχρονα τη διερεύνηση της σχέσης δομής-ιδιοτήτων των υλικών. Έμφαση δίνεται στην περιγραφή των χημικών και φυσικών διεργασιών (επεξεργασία) που θα προσδώσουν σε ένα υλικό την επιθυμητή δομή και ιδιότητες για τη παραγωγή προϊόντων με συγκεκριμένες επιδόσεις, ανάλογα με την χρήση που προορίζονται.

Η εξέταση σε βάθος της στερεάς κατάστασης που επιχειρείται στο μάθημα έχει σαν βάση το ότι η στερεά φάση της ύλης αποτελεί την πηγή των υλικών που χρησιμοποιούνται από τις βιομηχανίες για τη παραγωγή αγαθών.

Οι επιστήμονες που θα ασχοληθούν με τα υλικά είναι αναγκαίο να έχουν σε βάθος γνώση της φύσης και των ιδιοτήτων των υλικών που θα χρησιμοποιούν, για να τα διαμορφώνουν σε αγαθά, που θα τα προσφέρουν στη καθημερινή χρήση. Η επέκταση της κατανόησης των ιδιοτήτων της στερεάς φάσης σε μικρο- και νανοσκοπικό επίπεδο είναι αναγκαία και σε άλλους τομείς της επιστήμης και τεχνολογίας, όπως η μεταλλουργία, μικροηλεκτρονική, επιφανειακή κατεργασία-προστασία υλικών, αισθητήρες, οπτοηλεκτρονική.

Το μάθημα περιλαμβάνει τη μελέτη των κρυσταλλικών και άμορφων υλικών καθώς και σαν ειδικές περιπτώσεις τα νανουλικά (μονοδιάστατα-<100nm: λεπτά & υπέρλεπτα υμένια, επικαλύψεις, πολυστρωματικές δομές κλπ, διδιάστατα-<100 nm: νανοσωλήνες, fibers, nanowires κλπ, τριδιάστατα-<100 nm: νανοσωματίδια, quantum dots, κλπ).

Στο μάθημα δίνεται έμφαση στη δομή των υλικών. Η δομή των ενός υλικού αναφέρεται όχι μόνον στη χημική σύσταση αλλά και στην ποσοτική περιγραφή της διάταξης των συστατικών που συνιστούν ένα υλικό σε όλες τις κλίμακες μήκους. Έμφαση επίσης θα δοθεί στην έννοια «ιδιότητες», ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα του υλικού, ως μέγεθος και είδος απόκρισης σε επιβαλλόμενη εξωτερική διέγερση.