纳米材料

纳米材料原则上描述了一种材料，其单个单元的尺寸小（至少一维）在1至100 nm之间。

纳米材料研究采用了一种基于材料科学的方法来研究纳米技术，从而利用了支持微观制造研究的材料计量学和合成技术的进步。具有纳米级结构的材料通常具有独特的光学，电子或机械性能。

纳米材料正逐渐商业化，并开始作为商品出现。

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在ISO / TS 80004中，将纳米材料定义为“具有在纳米尺度上的任何外部尺寸或在纳米尺度上具有内部结构或表面结构的材料”，将纳米尺度定义为“长度范围从大约1nm至100nm”。这既包括作为离散材料的纳米物体，也包括具有纳米级内部或表面结构的纳米结构材料。纳米材料可以是这两个类别的成员。

2011年10月18日，欧洲委员会对纳米材料采用了以下定义：“天然，附带或人造的材料，其包含未结合状态或聚集或团聚的颗粒，且颗粒中50％或更多数字尺寸分布，一个或多个外部尺寸在1 nm – 100 nm的尺寸范围内。阈值介于1％到50％之间。”

工程化的纳米材料已被人类故意工程化和制造，以具有某些所需的性能。

传统的纳米材料是那些在纳米技术发展之前作为商业生产的材料，它是相对于其他胶体或颗粒材料的增量进步。它们包括炭黑和二氧化钛纳米颗粒。

纳米材料可能是机械或工业过程的副产品。附带的纳米颗粒的来源包括汽车发动机废气、焊烟、家庭固体燃料加热和烹饪产生的燃烧过程。例如，一类称为富勒烯的纳米材料是通过燃烧气体，生物质和蜡烛产生的。它也可能是磨损和腐蚀产物的副产物。偶然的大气纳米粒子通常被称为超细粒子，在有意操作过程中无意中产生，并且可能导致空气污染。

生物系统通常具有天然的功能纳米材料。的结构有孔虫（主要是白垩）和病毒（蛋白、衣壳），蜡晶体覆盖莲或金莲花叶、蜘蛛和蜘蛛螨丝、狼蛛的蓝色色调的“匙”上壁虎脚的底部、一些蝴蝶的翼鳞、天然的胶体（牛奶、血液）、角质材料（皮肤、爪、喙、羽毛、角、头发）、纸张、棉花、珍珠层、珊瑚，甚至我们自己的骨骼基质都是天然的有机纳米材料。

天然无机纳米材料是在地壳的各种化学条件下通过晶体生长而产生的。例如，粘土由于其下面的晶体结构的各向异性而显示出复杂的纳米结构，并且火山活动可产生蛋白石，这是由于其纳米级结构而成为天然存在的光子晶体的一个实例。火灾代表特别复杂的反应，可能产生颜料、水泥、气相二氧化硅等。

纳米粒子的天然来源包括燃烧产物森林火灾、火山灰、海洋喷雾和气的放射性衰变。天然纳米材料也可以通过风化含金属或阴离子的岩石以及在酸性矿山排水处形成。

纳米物体通常根据其纳米尺度的多少来分类。甲纳米颗粒被定义的纳米对象与在纳米级，其最长和最短的轴不显著不同的所有三个外部尺寸。甲纳米纤维具有在纳米级的两个外部尺寸，与纳米管是中空的纳米纤维和纳米棒是实心的纳米纤维。甲纳米板具有在纳米级一个外部尺寸，并且如果两个较大尺寸显著不同，它被称为纳米带。对于纳米纤维和纳米板，其他尺寸可能会或可能不在纳米范围内，但必须显着更大。在所有情况下，显着差异通常至少为3倍。

纳米结构材料通常按其所包含的物质相分类。甲纳米复合材料是含有固体的至少一种物理或化学性质不同的区域或区域的集合，具有纳米级的至少一个维度。一个纳米泡沫具有液体或固体基质，填充有气相，两个，其中一个相具有纳米级的尺寸。甲纳米多孔材料是含有固体材料的纳米孔，空腔具有在纳米级尺寸。甲纳米晶体材料具有纳米级晶粒的显著部分。

在其他来源中，有时将纳米多孔材料和纳米泡沫视为纳米结构，而不是纳米材料，因为只有空隙而不是材料本身是纳米级的。尽管ISO定义仅将圆形纳米物体视为纳米粒子，但其他来源也将术语纳米粒子用于所有形状。

纳米材料的定量分析表明，截至2018年9月，分别在400000、181000、144000、140000和119000 ISI索引的文章中提到了纳米颗粒、纳米管、纳米晶体材料、纳米复合材料和石墨烯。就专利而言，纳米粒子、纳米管、纳米复合材料、石墨烯和纳米线分别在45600、32100、12700、12500和11800专利中发挥了作用。监测全球市场上大约7000种基于纳米的商业产品，发现纳米颗粒已启用或增强了大约2330种产品的性能。脂质体、纳米纤维、纳米胶体和气凝胶也是消费产品中最常见的纳米材料。

在欧盟天文台纳米材料（EUON）制作了数据库（NanoData），提供具体的专利产品，并在纳米材料研究出版物的信息。