纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(1 m)的超细材料，其尺寸介于分子、原子与块状材料之间，通常泛指1～100nm范围内的微小固体粉末。纳米材料是一种既不同于晶态也不同于非晶态的第三类固体材料，它是以组成纳米材料的结构单元——晶粒、非晶粒、分离的超微粒子等的尺度大小来定义的。目前，国际上将处于l～lOOnm尺度范围内的超微颗粒及其致密聚集体，以及由纳米微晶所构成的材料，统称为纳米材料，包括金属、非金属、有机、无机和生物等多种粉末材料。
1纳米材料的特性
1．1表面效应
纳米材料的表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径的变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。球形颗粒的表面积与直径的平方成正比，其体积与直径的立方成正比，故其比表面积(表面积／体积)与直径成反比。随着颗粒直径变小，比表面积将会显著地增加。例如粒径为10nm时,比表面积为90m2g-1;粒径为5nm时,比表面积为180m2g-1;粒径下降到2nm时,比表面积猛增到450m2g-1。粒子直径减小到纳米级，不仅引起表面原子数的迅速增加，而且纳米粒子的表面积、表面能都会迅速增加。
1．2尺寸效应
由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生特殊的光学性质、热学性质、磁学性质和力学性质。超微颗粒的小尺寸效应还表现在超导电性、介电性能、声学特性以及化学性能等方面。
1．3体积效应
由于纳米粒子体积极小，所包含的原子数很少。因此，许多现象如与界面状态有关的吸附、催化、扩散、烧结等物理、化学性质将与大颗粒传统材料的特性显著不同，就不能用通常有无限个原子的块状物质的性质加以说明，这种特殊的现象通常称之为体积效应。
1．4量子尺寸效应
该效应指微粒尺寸下降到一定值时，费米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级。纳米材料中处于离散的量子化能级中的电子的波动性使纳米材料具有一系列特殊性质，如特异性催化，强氧化性和还原性。
1．5量子隧道效应
微观粒子贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳米粒子的磁化强度等也具有隧道效应,它们可以穿越宏观系统的势垒而产生变化,这称为纳米粒子的宏观量子隧道效应。它的研究对基础研究及实际应用,如导电、导磁高聚物、微波吸收高聚物等,都具有重要意义。
2 纳米材料在各领域中的应用
纳米材料在各领域中的应用纳米材料具有的诸如体积效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，使得它们在电、磁、光等方面呈现常规材料不具备的特性。科学家们和工程技术人员利用纳米材料的特殊性质解决了很多技术难题，可以说纳米材料特性促进了科技进步和发展。
2.1在生物医学中的应用
纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机。使用纳米技术的新型诊断仪器只需检测少量血液，就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病。如各式纳米传感器，用于疾病的早期诊断、监测和治疗；各式纳米机械系统快速地辨别病区所在，并定向地将药物注入病区而不伤害正常的组织。
2.2在日常用品中的应用
纳米材料具有抗菌、除味、防腐、抗老化、抗紫外线等作用，可以对饮用水进行消毒；对鞋、垃圾、纺织品、厨房等进行抗菌除味处理；比如纳米雨衣伞，它是雨伞与雨衣的结合体,纳米雨伞收伞有三折伞和直杆伞的收伞形态（简单说，收伞时有长短两种选择）。纳米雨衣可由纳米雨伞转变而成，纳米雨衣可以保证从头到脚绝对不湿。因具有纳米材料的特性，所以这雨伞可以一甩即干，雨伞转变为雨衣后，这雨衣也只需穿戴着轻轻一跳也即可全干。纳米材料在日常用品中的应用给我们的生活带来很多便利。
2.3在国防、科技中的应用
纳米电子器件、纳米探测系统、纳米微机械系统和纳米材料在隐身技术中的应用都为国防军事领域带来革命性的影响。
纳米材料级存储器芯片在计算机上的应用使得计算机缩小成为“掌上电脑”。
2.4在环境保护方面的应用
光催化纳米材料对环境污染物在其表面的光催化降解机理在大气污染治理方面有突出的表现,而功能独特的纳米膜也能够探测到由化学和生物制剂造成的污染，从而消除污染。
2.5在纺织工业领域的应用
纳米材料的抗静电功能、远红外功能、抗菌、防臭和防紫外线等在纺织工业中应用为我们提供了高档、舒适和具有保健功能的服装，满足了人们对高质量生活的需求。
2.6在机械工业领域的应用
纳米磁流体可以大幅度减少机械运行中的磨损，其良好的密封性在计算机及精密仪器转动部分得到了很好的利用，采用纳米材料技术对机械关键零部件进行金属表面纳米粉涂层处理，可以提高机械设备的耐磨性、硬度和使用寿命。利用纳米技术还可以制造超微型机械，如纳米发动机和纳米执行机构。
3结论
纳米科学技术的诞生将解决人类面临的许多问题，在生活、生产、人类健康和环境保护等方面都有很广泛的应用。纳米材料将成为材料科学领域一个大放异彩的明星，在新材料、能源、信息等各个领域发挥举足轻重的作用，人们的生活也必将因为纳米材料的发展而更加美好。
