Под руководством академика Панина создана и развивается физическая мезомеханика материалов, объединяющая физическое материаловедение, механику сплошной среды на макроуровне и физику пластической деформации на микроуровне. В рамках этого направления развиты новые методы компьютерного конструирования материалов и технологий их получения.