مواد نانو که به نام نانو مواد نیز شناخته می‌شوند، موادی هستند که از ذراتی تشکیل شده‌اند که دارای ابعاد نانومتر در مقیاس هستند – حداقل در یک بعد بین یک تا صد نانومتر. در مقایسه با سایر مواد با اندازه مشابه، نسبت سطح به حجم بسیار بالاتر است. این باعث می شود که مواد نانو در صنایع مختلف بسیار متنوع و مفید باشند.

مواد نانو اغلب از مواد آلی مانند مولکول ها یا مواد معدنی مانند اکسیدهای فلزی تشکیل می شوند. به دلیل اندازه کوچک و نسبت سطح به حجم بالا، آنها دارای انواع خواص فیزیکی، شیمیایی و الکتریکی منحصر به فرد هستند، عمدتاً به این دلیل که اندازه مواد کاهش یافته به معنای برهمکنش قوی تر بین اتم ها است. این آرایش بین اتمی پیشرفته، در مقایسه با مواد در مقیاس بزرگتر، می تواند سرعت انتشار ترکیبات را از طریق مواد، توانایی جذب و بازتاب نور و هدایت گرما و الکتریسیته را افزایش دهد.

رایج‌ترین مواد نانویی که امروزه در صنعت مدرن مورد استفاده قرار می‌گیرند، نانولوله‌های کربنی، نانوسیم‌ها، نانوتسمه‌ها، نقاط کوانتومی، نانومغناطیس‌ها و فولرن‌ها می‌باشند، اما هر روز مواد نانویی بیشتری در تلاش برای به حداکثر رساندن استفاده از پتانسیل آنها در صنایع مختلف تولید می‌شوند. .

یکی از مزایای اولیه مواد نانو، استحکام فیزیکی باورنکردنی و وزن سبک آنها است. به عنوان مثال، نانولوله‌های کربنی، نانوتسمه‌ها و نانوسیم‌ها در مقایسه با مقدار مشابهی از مواد در اندازه‌های بزرگتر، از استحکام چشمگیری برخوردارند. این باعث می شود که آنها در مهندسی سازه و ساخت و ساز بسیار مفید باشند و به عنوان مثال در میکروالیاف کامپوزیت برای مواد هوافضا استفاده شده است.

مواد نانو نیز خواص نوری و الکتریکی منحصر به فردی دارند. به عنوان مثال، نقاط کوانتومی توانایی انتشار نور با رنگ های مختلف را دارند و می توان از آنها برای افزایش قابل توجه کارایی سلول های خورشیدی استفاده کرد. این باعث شده است که پانل های خورشیدی بسیار کارآمدتر شوند، به این معنی که انرژی بیشتری از همان مقدار پرتوهای خورشیدی تولید می شود. نانو مواد مورد استفاده در این روش به عنوان فتوولتائیک شناخته می شوند.

مواد نانو کاربرد پزشکی نیز دارند. نانوسیم های مغناطیسی در دارورسانی هدفمند برای رساندن دارو به مکان های خاصی در بدن استفاده شده است. سایر مواد نانو می توانند به تشخیص غلظت و دما یون کمک کنند. اینها به عنوان نانوحسگرها شناخته می شوند. همچنین بسیاری از کاربردهای پزشکی دیگر مانند استفاده از نانوالیاف در پانسمان زخم یا نانولوله‌های کربنی که به تثبیت خوشه‌های آنزیمی در غشای سلولی کمک می‌کنند، وجود دارد.

مواد نانو را می توان در تصفیه فاضلاب نیز استفاده کرد که در آن از آنها برای فیلتر کردن آلاینده ها با اتصال به آنها و بیرون کشیدن آنها از آب استفاده می شود. مواد مورد استفاده معمولاً از اکسیدهای فلزی مانند دی اکسید تیتانیوم تشکیل شده است. این به عنوان یک فرآیند فوتوکاتالیستی شناخته می شود و نشان داده شده است که در حذف آلاینده ها از آب بسیار موثر است.

علاوه بر موارد فوق، مواد نانو در محصولات مصرفی مانند لوازم آرایشی و ضدآفتاب کاربرد دارند که از قابلیت انعکاس بالا و قابلیت فیلتر نور استفاده می کنند. رنگ همچنین اغلب با استفاده از مواد نانو فرموله می شود که نیاز به عناصر سمی بیشتر را کاهش می دهد و رنگ را بادوام تر و ماندگارتر می کند.

مواد نانو فوق العاده همه کاره هستند، اما اندازه کوچک و نسبت سطح به حجم بالای آنها به این معنی است که می توانند برای انسان و محیط زیست نیز خطرناک باشند. به دلیل اندازه آنها به راحتی می توانند به پوست و سیستم تنفسی نفوذ کنند و اندازه بسیار کوچک آنها می تواند فیلتر کردن آنها را از فاضلاب دشوار کند. به همین دلیل است که قبل از استفاده از مواد نانو، تحقیق در مورد مفاهیم ایمنی استفاده از مواد نانو بسیار مهم است.

به طور کلی، مواد نانو به دلیل خواص فیزیکی، شیمیایی و الکتریکی منحصر به فرد و چشمگیرشان که می تواند کارایی را افزایش داده، هزینه ها را کاهش دهد و بسیاری از محصولات را ممکن سازد، به طور فزاینده ای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. با این حال، مهم است که به یاد داشته باشید که مواد نانو می توانند به طور بالقوه خطرناک باشند و همیشه اطمینان حاصل شود که استفاده از آنها به طور ایمن انجام می شود.