Synthese und Charakterisierung beinhalten die Herstellung neuer Materialien sowie deren umfassende physikalische und chemische Analyse. Mittels verschiedener Verfahren, wie z. B. Röntgendiffraktion, Elektronenmikroskopie und Spektroskopie, werden Mikrostruktur, Zusammensetzung und Leistungsfähigkeit ermittelt. Dieses Vorgehen ist grundlegend für die Entwicklung innovativer Werkstoffe.