Ныне существующая кафедра была организована как каферда молекулярной физики в сентябре 1949 года профессором Шафигуллиным А.И. Ассистентом кафедры стал бывший фронтовик Абруков С.А. На кафедру пришли первые студенты, среди них Нигматуллин Р. (впоследствии ректор КАИ), Самитов Ю. (впоследствии профессор химфака КГУ), Зарипов М. (впоследствии профессор, декан физфака, директор КФТИ, председатель Президиума КФ АН СССР), Маклаков А. (впоследствии профессор, заведующий кафедрой молекулярной физики, декан физфака), Клевцов П. (впоследствии профессор Новосибирского госуниверситета) и др. В начале основной научной тематикой кафедры было исследование химических реакций в жидкой и газообразной фазах. На базе этой тематики впоследствии (1959 г.) была организована специализация «Теплофизика», которой руководили проф. Подымов В.Н., доц. Галиуллин Р.Г., а с 2002 г. проф. Зарипов Р.Г. В сентябре 1958 г. вышло постановление ЦК КПСС о развитии науки и промышленности, связанной с производством полимеров в СССР. Спустя месяц был издан приказ Министерства Высшего образования СССР об организации подготовки специалистов по химии и физике полимеров в ряде ВУЗов, в том числе в Казанском университете. В январе 1959 г. на физмате КГУ была открыта специализация «физика полимеров», первым руководителем которой был назначен тогда еще к.ф.-м.н., ассистент Маклаков А.И. С этого момента на кафедре молекулярной физики и существует две специализации.
Первым заведующим кафедрой молекулярной физики, как было упомянуто выше, был профессор Шафигуллин А.И., затем заведующим стал Абруков С.А. После отъезда Абрукова С.А. в 1967 г. во вновь открывшийся Чувашский университет на должность проректора по науке, заведующим кафедрой молекулярной физики становится д.ф.-м.н., проф. Маклаков А.И., возглавлявший ее до 1994 г. С 1994 г. кафедрой заведует д.ф.-м.н. Скирда В.Д.
Физика полимеров оказалась совершенно новой темой для Казанского университета, поэтому некоторое время понадобилось для того, чтобы определить приоритеты в физических методах. В конечном счете, научная тематика специализации «физика полимеров» была сформулирована, как «Исследование полимерных систем и молекулярной подвижности в них методами ЯМР» и, по сути, сохранилась таковой по настоящее время. Определяющую роль в выборе такой тематики сыграло то обстоятельство, что в КГУ к тому времени уже сложилась школа радиоспектроскопии. В 1963 г. на кафедре был создан первый спектрометр ЯМР (Пименов Г.Г.). Была открыта аспирантура (руководитель Маклаков А.И.). Первыми аспирантами стали Шепелев В.И. и Сагитов Р.Я.
Первая кандидатская диссертация, посвященная изучению процесса пластификации полимеров импульсным методом ЯМР, была защищена в 1967 г. Ченборисовой Л.Я. За достаточно короткий срок проводимые на кафедре исследования получили признание у авторитетов полимерной науки СССР. Различными методиками импульсного ЯМР проводились исследования молекулярного движения в термостойких (Пименов Г.Г.) и полупроводниковых (Куренев В.В., Гольдгаммер К.А.) полимерах; процессов кристаллизации полимеров (Сагитов Р.Я., Смирнов В.С., Двояшкин Н.К., Филиппов А.В., Гиматдинов Р.С.); молекулярной подвижности в системах полимер – низкомолекулярное вещество (Ланцов В.М., Дериновский В.С., Азанчеев Н.М.); фазовых переходов в полимерных системах (Скирда В.Д., Серебренникова Т.А., Гафуров И.Р.). Сложился педагогический коллектив: проф. Маклаков А.И., доц. Згадзай Э.А., доц. Пименов Г.Г., асс. Гольдгаммер К.А. (внучка знаменитого профессора – физика Казанского университета Гольдгаммер Д.А.).
Аспиранты Дериновский В.С., Смирнов В.С. создали в 1971 г. когерентный импульсный ЯМР-релаксометр. А в 1974 г. студент 5-го курса Скирда В.Д. и инженер Стежко А.Г. под руководством Пименова Г.Г. разработали и создали первый импульсный спектрометр ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля (ИГМП) до 5 Тл/м, что уже тогда соответствовало мировому уровню для такого класса приборов. Необходимо отметить, что фирменных приборов с приставками импульсного градиента магнитного поля в то время вообще не производилось. Эта разработка во многом определила дальнейший путь развития кафедры. Исследование трансляционной подвижности молекул в сложных молекулярных системах (полимерные, биологические системы, пористые среды и др.) градиентными методами ЯМР стало основным научным направлением. Каждые 3-5 лет аппаратура ЯМР ИГМП усовершенствовалась так, что за достаточно короткий период времени градиента магнитного поля в импульсе (основная характеристика прибора ЯМР ИГМП, определяющая его чувствительность к пространственным смещениям спинам) кафедра молекулярной физики заняла лидирующее положение не только в СССР, но и мире, достигнув величин градиента до 50 – 100 Тл/м в типовых датчиках ЯМР и 200 – 500 Тл/м в специализированных. Эти разработки вошли в перечень уникального оборудования, разработанного в ВУЗах России.
Созданное при кафедре в период перестройки малое предприятие «Магнитный резонанс» (директор к.х.н. Васильев Г.И.) оказало большую помощь кафедре в сложный переходный период и изготовило на заказ около 10 приборов ЯМР ИГМП для различных научных и учебных заведений Казани, Москвы, Альметьевска, Уфы. Одна из последних разработок (величина импульсного градиента 50 Тл/м) реализована в 2001 г. и успешно эксплуатируется в Высшей школе биотехнологии Корейского университета (г. Сеул, Южная Корея).
Градиентные методы ЯМР находят все новые области применения, существенно расширяя возможности научных исследований. Полученные на кафедре научные результаты нашли отражение в сотнях публикаций, докладах на отечественных и международных конференциях. Было показано, что трансляционная подвижность линейных гибкоцепных полимеров вне зависимости от их химической природы, качества растворителя и так далее, может быть описана в рамках универсальных скейлинговых закономерностей. Возможности аппаратуры позволяли уникальные результаты, которые инициировали также и развитие новых теорий. В частности, проф. Фаткуллиным Н.Ф., пришедшим на кафедру в 1979 г. после окончания аспирантуры и защиты кандидатской диссертации по теоретической физике, была сформулирована и разработана оригинальная теория спиновой диффузии в полимерных системах, теория самодиффузии малых молекул в системах с препятствиями.
