Zakład Inżynierii Materiałowej Wielowymiarowych Detektorów Promieniowania Jonizującego bada molekularne oraz supramolekularne mechanizmy odpowiedzi radiochromicznej tkankopodobnych żeli polimerowych i innych innowacyjnych materiałów zdolnych do rejestracji sygnatury zarówno lokalnej dawki promieniowania, jak i liniowej gęstości przeniesienia energii. Przedmiotem szczególnej uwagi są te mechanizmy kontrastu optycznego w transmisyjnej tomografii laserowej, które pozwalają na rozdzielenie składowych promieniowania mieszanego o różnych wartościach liniowej gęstości przeniesienia energii. Przykładem jest rozpraszanie Miego światła lasera na klastrach radiacyjnie indukowanych polimerów w żelach.
Zastosowanie opracowywanej w Zakładzie technologii przewidywane jest przede wszystkim w onkologii radiacyjnej w celu weryfikacji planów leczenia indywidualnych pacjentów w terapii fotonowej, protonowej, jonowej, a także w szybko rozwijającej się terapii borowo-neutronowej, w której wychwyt neutronów termicznych przez jądra atomów boru-10 (skupionych farmakologicznie w obszarze jądra komórki nowotworowej) generuje bardzo szerokie spektrum promieniowania zawierające fotony gamma, protony, prędkie neutrony, cząstki alfa oraz jony litu-7. Te dwie ostatnie składowe charakteryzują się bardzo wysoką skutecznością biologiczną (związaną z wysokim współczynnikiem liniowego przeniesienia energii). Istnieje zatem potrzeba metody pomiaru pozwalającej na wysokorozdzielcze obrazowanie rozkładów przestrzennych (3D z uwzględnieniem ruchu, a także deformacji ośrodka) każdej z tych składowych w napromieniowanych żelach tkankopodobnych. Albowiem, jak zauważył dawno już temu Lord Kelvin, „czego nie umiemy zmierzyć, tego nie umiemy poprawić”.
Inne potencjalne zastosowania opisanej technologii to wielowymiarowa dozymetria w ochronie radiologicznej w lotach kosmicznych, w energetyce jądrowej oraz w obronności.