Os materiais moles (ou frágeis) são tipicamente fluidos complexos, caracterizados estruturalmente por organização espacial hierárquica de moléculas (e macromoléculas) em escalas de comprimento intermediárias, ou mesoscópicas, entre a escala atômica (∼ 0,1 – 1 nm) e a macroscópica (∼ 1 mm ou mais). Do ponto de vista dinâmico, as interações entre seus componentes elementares, apesar de variadas, são relativamente fracas e comparáveis à energia térmica.  Este equilíbrio sutil entre energia e entropia, observado em polímeros, surfactantes, cristais líquidos e coloides, é o que lhes confere uma relativa fragilidade mecânica e comportamento dinâmico em múltiplas escalas temporais. E, de forma mais espetacular, quando estruturas dissipativas se formam na matéria mole fora do equilíbrio termodinâmico, comportamentos emergentes levam a formação da matéria biológica e à vida.

Há uma grande variedade de programas científicos nas fontes de luz síncrotrons ao redor do mundo dedicados à matéria biológica e matéria mole. O conhecimento gerado nesses laboratórios tem sido aplicado no desenvolvimento de tecnologias para novos medicamentos e vacinas, enzimas, novos plásticos e diversos fluídos complexos. A Divisão de Matéria Mole e Biológica desenvolve e opera estações experimentais e laboratórios de apoio que permitem caracterizar desde a estrutura de proteínas em resolução atômica com a linha de luz MANACÁ, ou com a quantificação de estruturas secundárias na linha de luz CEDRO, até a estrutura 3D de células e tecidos e a dinâmica de fluídos complexos na linha CATERETÊ, bem como fazer imagens em infravermelho de resolução nanométrica na linha IMBUIA.