Katseliste ja teoreetiliste (sh raalieksperimendid) uuringute käigus selgitatakse fotosünteesi molekulaarprotsesse, fotosünteetiliste kromoproteiinide spektraalseid omadusi ning integraalsete membraanivalkude resistentsust välismõjude (eelkõige kõrgete rõhkude) suhtes. Nende uuringute kaugemaks eesmärgiks on bioloogiliste makromolekulide funktsioneerimise aluste ning bioloogilise keerukuse (biocomplexity) olemuse parem mõistmine koos selle uue teabe efektiivse rakendamisega molekulaarelektroonikas, meditsiinifüüsikas, biotehnoloogias ja -meditsiinis.
Fotosünteesi ülikiired molekulaarprotsessid
Fotosünteetiliste kromoproteiinide spektraalse peentimmimise mehhanismid
Biomolekulide selektiiv-spektroskoopia
Valkude mehaanika ja stabiilsus
Bioloogiliste süsteemide ja protsesside uurimisel kasutame erinevaid kaasaegseid laserspektroskoopia meetodeid (aeglahutusega fluorestsentsi spektroskoopiat lähi-infrapunast ultravioletini ps-ns ajaskaalas, spektraalsälkamist ja fluorestsentsiriba kitsenemis-spektroskoopiat ja kõrgrõhu spektroskoopiat), neutronhajumist ja neutronspektroskoopiat ning füüsikalist arvutimodelleerimist. Neutroneksperimendid viiakse läbi Euroopa katseseadmetel, mis on kättesaadavad ekspertide poolt aktsepteeritud grantitaoluste alusel.
IUT2-28, Biosüsteemide kvantergastuste uuring laias temperatuuride ja rõhkude vahemikus optilise spektroskoopia ja neutronite hajumise meetoditel, 1.01.2013−31.12.2018, Arvi Freiberg
MLTFY15158R, Rakumembraani assümmeetria ja kõveruse mõju membraanvalkude funktsioneerimisele ja terapeutiliste komponentide transpordile, 1.01.2016−31.12.2019, Arvi Freiberg
SLTKT16432T, Eesti osalemine ESS instrumentide kavandamisel, projekteerimisel ja ehitamisel ning rakendamisel teaduslikeks uuringuteks, 1.09.2015−31.08.2022, Enn Lust
Eesti-Pransuse Ühisprogram PARROT, Tervikmembraan-valkude struktuuri, funktsiooni ja dünaamika seoste uurimine kõrgrõhu neutronhajumise ja optilise
spektroskoopia meetoditega, 2017-2018, Arvi Freiberg
DP150103137, Australian Research Council, Madala energiaga ergastatud seisundite roll päikese energia kinnipüüdmisel ja muundamisel biosüsteemides, 2014-2018, Arvi Freiberg, J. Reimers and E. Krauszc