I nanomateriali descrivono, in linea di principio, materiali di cui una singola unità è dimensionata (in almeno una dimensione) compresa tra 1 e 1000 nanometri (10 -9 metri) ma solitamente è compresa tra 1 e 100 nm (la normale definizione di nanoscala). La ricerca sui nanomateriali prende un approccio basato sulla scienza dei materiali alla nanotecnologia, sfruttando i progressi nella metrologia e sintesi dei materiali che sono stati sviluppati a sostegno della ricerca sulla microfabbricazione. I materiali con struttura su scala nanometrica hanno spesso proprietà ottiche, elettroniche o meccaniche uniche. I nanomateriali stanno lentamente diventando commercializzati e stanno iniziando ad emergere come materie prime.

Esistono differenze significative tra le agenzie in merito alla definizione di un nanomateriale. In ISO / TS 80004, il nanomateriale è definito come un “materiale con qualsiasi dimensione esterna su scala nanometrica o con struttura interna o struttura superficiale su scala nanometrica”, con nanoscala definita come “intervallo di lunghezza approssimativamente da 1 nm a 100 nm”. Ciò include sia i nano-oggetti, che sono pezzi di materiale discreti, sia materiali nanostrutturati, che hanno una struttura interna o superficiale su scala nanometrica; un nanomateriale può essere un membro di entrambe queste categorie. Il 18 ottobre 2011 la Commissione europea ha adottato la seguente definizione di nanomateriale: “Un materiale naturale, accessorio o fabbricato contenente particelle, in uno stato non legato o in forma aggregata o agglomerata e per il 50% o più delle particelle nel distribuzione delle dimensioni del numero, una o più dimensioni esterne è compresa tra 1 nm e 100 nm. In casi specifici e ove giustificato da preoccupazioni per l’ambiente, la salute, la sicurezza o la competitività, la soglia di distribuzione del numero di dimensioni del 50% può essere sostituita da soglia compresa tra 1% e 50%. ”

I nanomateriali ingegnerizzati sono stati deliberatamente progettati e prodotti dagli esseri umani per avere determinate proprietà richieste. I nanomateriali legacy sono quelli che erano nella produzione commerciale prima dello sviluppo della nanotecnologia come progressi incrementali rispetto ad altri materiali colloidali o particolati. Includono nanoparticelle di biossido di carbonio e biossido di titanio.

I nanomateriali possono essere incidentalmente prodotti come sottoprodotti di processi meccanici o industriali. Le fonti di nanoparticelle accidentali comprendono gli scarichi dei motori dei veicoli, i fumi di saldatura, i processi di combustione dal riscaldamento domestico del combustibile solido e la cottura. Le nanoparticelle atmosferiche accidentali sono spesso definite particelle ultrafini e contribuiscono all’inquinamento atmosferico.

I sistemi biologici spesso presentano nanomateriali naturali e funzionali. La struttura dei foraminiferi (principalmente gesso) e virus (proteine, capside), i cristalli di cera che ricoprono una foglia di loto o nasturzio, la seta di ragno e acaro, la tonalità blu delle tarantole, le “spatole” sul fondo dei piedi di geco, alcune scaglie di ali di farfalla, colloidi naturali (latte, sangue), materiali cornea (pelle, artigli, becchi, piume, corna, capelli), carta, cotone, madreperla, coralli e persino la nostra matrice ossea sono tutti nanomateriali organici naturali. I nanomateriali inorganici naturali avvengono attraverso la crescita dei cristalli nelle diverse condizioni chimiche della crosta terrestre. Ad esempio, le argille mostrano nanostrutture complesse dovute all’anisotropia della loro struttura cristallina sottostante, e l’attività vulcanica può dare origine agli opali, che sono un’istanza di un cristallo fotonico naturale dovuto alla loro struttura su scala nanometrica. Gli incendi rappresentano reazioni particolarmente complesse e possono produrre pigmenti, cemento, silice fumata, ecc. Le fonti naturali di nanoparticelle includono i prodotti della combustione, gli incendi boschivi, le ceneri vulcaniche, gli spruzzi oceanici e il decadimento radioattivo del gas radon. I nanomateriali naturali possono anche essere formati attraverso processi di invecchiamento di rocce contenenti metalli o anioni, così come nei siti di drenaggio delle miniere di acido. ; Galleria di nanomateriali naturali File: Kapsid Schema-01.png | Capside virale File: Lotoseffekt.jpg | “Effetto loto”, effetto idrofobico con capacità autopulente File: Gecko foot on glass.JPG | Close-up of the underside of il piede di un geco mentre cammina su una parete di vetro. (spatola: 200 × 10-15 nm). File: immagine SEM di un’ala di pavone, vista inclinata 4.JPG | Micrografia SEM di una scala di ali di farfalla (× 5000) File: Trevarno, pavo cristatus06.jpg | Piuma di pavone (particolare) File: 62cts brasiliano Crystal Opal.JPG | Opale di cristallo. Il gioco del colore è causato dall’interferenza e dalla diffrazione della luce tra le sfere di silice (150 – 300 nm di diametro). File: Lasiodora parahybana, claws.JPG | Tonalità blu di una specie di tarantola (450 nm ± 20 nm)

I nano-oggetti sono spesso categorizzati su quante delle loro dimensioni cadono su scala nanometrica. Una nanoparticella è definita un nano-oggetto con tutte e tre le dimensioni esterne nella scala nanometrica, i cui assi più lunghi e quelli più brevi non differiscono in modo significativo. Una nanofibra ha due dimensioni esterne su scala nanometrica, con nanofibre vuote in nanofibre e nanorods che sono nanofibre solide. Una nanoplate ha una dimensione esterna nella scala nanometrica, e se le due dimensioni maggiori sono significativamente diverse, viene chiamata a