纳米本是一个量度单位（1nm=10-9m）。纳米科学技术是一个融科学前沿的高新技术于一体的完整体系。它的基本涵义是在纳米尺寸范围内认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子来创新物质。纳米科技主要包括纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学、纳米力学七个方面。
纳米材料是纳米科技领域中最富活力、研究内涵十分丰富的科学分支。用纳米来命名材料起于20世纪80年代。纳米材料是指由纳米颗粒构成的固体材料，其中纳米颗粒的尺寸最大不超过100nm。纳米材料的制备与合成技术是当前主要的研究方向，虽然目前在样品的合成上取得了一些进展，但是至今仍不能制备出大量的块状样品，因此研究纳米材料的制备对其应用起着至关重要的作用。
1.纳米材料的性能
物理化学性能：纳米颗粒的熔点比常规粉末低得多，这是由于纳米颗粒的表面能高，活性大，熔化时消耗的能量少，如一般铅的熔点为600K，而20nm的铅微粒熔点低于288K；纳米金属微粒在低温下呈现电绝缘性；纳米微粒具有极强的吸光性，因此各种纳米微粒粉末几乎都呈黑色；纳米材料具有奇异的磁性，主要表现在不同粒径的纳米微粒具有不同的磁性能，当微粒的尺寸大于某一临界尺寸时，呈现出高的矫顽力，而小于某一尺寸时，矫顽力很小，如粒径为85nm的镍粒矫顽力很高，而粒径小于15nm的镍微粒矫顽力接近于零；纳米颗粒具有大的比表面积，其表面化学活性远大于正常粉末，因此原来化学惰性的金属铂制成纳米微粒（铂黑）后却变为活性极好的催化剂。
扩散及烧结性能：纳米结构材料的扩散率是普通状态下晶格扩散率的1014～1020倍，是晶界扩散率的102～104倍，因此纳米结构材料可以在较低的温度下进行有效的掺杂，可以在较低的温度下使不混溶金属形成新的合金相。扩散能力提高的另一个结果是可以使纳米结构材料的烧结温度大大降低，因此在较低温度下烧结就能达到致密化的目的。
力学性能：纳米材料与普通材料相比，力学性能有显著的变化，一些材料的强度和硬度成倍地提高；纳米材料还表现出超塑性状态，即断裂前产生很大的伸长量。
2.纳米材料的应用(www.xing528.com)
（1）纳米金属 如纳米铁材料，是由6nm的铁晶体压制而成的，比普通铁强度提高12倍，硬度提高2～3个数量级，利用纳米铁材料，可以制造出高强度和高韧性的特殊钢材。对于高熔点难成型的金属，只要将其加工成纳米粉末，即可在较低的温度下将其熔化，制成耐高温的元件，用于新一代高速发动机中承受超高温。
（2）纳米陶瓷 利用纳米粉末可使陶瓷的烧结温度下降的特点，可简化生产工艺，同时纳米陶瓷具有良好的塑性，甚至能够具有超塑性，可克服普通陶瓷韧性不足的弱点，大大拓展陶瓷的应用领域。
（3）纳米碳管 纳米碳管的直径只有1.4nm，仅为计算机微处理器芯片上最细电路线宽的1%，其质量是同体积钢的1/6，强度却是钢的100倍。纳米碳管将成为未来高能纤维的首选材料，并广泛用于制造超微导线、开关及纳米级电子线路。
（4）纳米催化剂 由于纳米材料的表面积大大增加，并且表面结构也发生很大变化，使表面活性增强，因此可以将纳米材料用作催化剂，如超细的硼粉、高铬酸铵粉可以作为炸药的有效催化剂；超细的铂粉、碳化钨粉是高效的氢化催化剂，超细的银粉可作为乙烯氧化的催化剂，超细的Fe3O4微粒催化剂可以在低温下将CO2分解为碳和水，在火箭燃料中添加少量的镍粉便能成倍地提高燃烧效率。
（5）量子元件 制造量子元件，首先要开发量子箱。量子箱是直径约为10nm的微小构造，当把电子关在这样的箱子里时，就会因量子效应使电子有异乎寻常的表现，利用这一现象便可制成量子元件。量子元件主要是通过控制电子波动的相位来进行工作的，从而能够实现更高的响应速度和更低的电子消耗。另外，量子元件还可以使元件的体积大大减小，使电路大为简化。人们期待着利用量子元件在21世纪制造出16GB（吉字节）的DRAM，这样的存储器芯片足以存放10亿个汉字的信息。
目前，我国已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂，将其以一定比例加入汽油中后，可使像桑塔纳一类的轿车降低10%左右的耗油量。纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力，在室温常压下，约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放，可以不用昂贵的超低温液氢储存装置。
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