Même s'il ya eu de nombreuses avancées dans la dernière décennie dans la synthèse  des composants de taille nanométrique, l'assemblage de ces composants dans des modèles déterministes et contrôlables reste un défi majeur dans le domaine. Un tel contrôle est tenu de produire à l'échelle moléculaire électronique, photonique, et magnétiques qui se sont bien définies et des propriétés reproductibles. Parce que la manipulation de matériaux « haut vers le bas » à cette échelle de longueur est difficile, voire impossible, les chercheurs ont entrepris de développer des méthodes par lesquelles les différentes composantes dans une solution peuvent se réunir de manière ordonnée. Ce procédé, appelé auto-assemblage, est très efficace à condition que les composantes sont correctement encodées pour le faire.

Cette proposition est axée sur l'utilisation de biomolécules que les échafaudages pour l'auto-assemblage, profitant de leur spécificité et leur polyvalence. Le programme de recherche sera donc d'exploiter quelques-unes des réalisations importantes en matière de biotechnologie au cours des 25 dernières années, afin de diriger la construction fonctionnelle de molécules et nanomatériaux. Les recherches qui seront menées, comme décrit dans l'article suivant, implique l'utilisation de certaines protéines et peptides à construire (1) de nouvelles nanostructures magnétiques, (2) photocatalyseurs et (3) des mécanismes moléculaires de l'électronique percolation.