納米粒子異于大塊物質的理由是在其表面積相對增大,也就是超微粒子的表面布滿了階梯狀結構,此結構代表具有高表面能的不安定原子。這類原子極易與外來原子吸附鍵結,同時因粒徑縮小而提供了大表面的活性原子。
就熔點來說,納米粉末中由于每一粒子組成原子少,表面原子處于不安定狀態(tài),使其表面晶格震動的振幅較大,所以具有較高的表面能量,造成超微粒子特有的熱性質,也就是造成熔點下降,同時納米粉末將比傳統(tǒng)粉末容易在較低溫度燒結,而成為良好的燒結促進材料。

一般常見的磁性物質均屬多磁區(qū)之集合體,當粒子尺寸小至無法區(qū)分出其磁區(qū)時,即形成單磁區(qū)之磁性物質。因此磁性材料制作成超微粒子或薄膜時,將成為優(yōu)異的磁性材料。
納米粒子的粒徑(10納米~100納米)小于光波的長,因此將與入射光產生復雜的交互作用。金屬在適當的蒸發(fā)沉積條件下,可得到易吸收光的黑色金屬超微粒子,稱為金屬黑,這與金屬在真空鍍膜形成高反射率光澤面成強烈對比。納米材料因其光吸收率大的特色,可應用于紅外線感測器材料。
納米結構是以納米尺度的物質單元為基礎按一定規(guī)律構筑或營造的一種新體系。它包括納米陣列體系、介孔組裝體系、薄膜嵌鑲體系。對納米陣列體系的研究集中在由金屬納米微粒或半導體納米微粒在一個絕緣的襯底上整齊排列所形成的二位體系上。而納米微粒與介孔固體組裝體系由于微粒本身的特性,以及與界面的基體耦合所產生的一些新的效應,也使其成為了研究熱點,按照其中支撐體的種類可將它劃分為無機介孔復合體和高分子介孔復合體兩大類,按支撐體的狀態(tài)又可將它劃分為有序介孔復合體和無序介孔復合體。在薄膜嵌鑲體系中,對納米顆粒膜的主要研究是基于體系的電學特性和磁學特性而展開的。美國科學家利用自組裝技術將幾百只單壁納米碳管組成晶體索“Ropes”,這種索具有金屬特性,室溫下電阻率小于0.0001Ω/m;將納米三碘化鉛組裝到尼龍-11上,在X射線照射下具有光電導性能, 利用這種性能為發(fā)展數字射線照相奠定了基礎。
海龜在美國佛羅里達州的海邊產卵,但出生后的幼小海龜為了尋找食物,卻要游到英國附近的海域,才能得以生存和長大。最后,長大的海龜還要再回到佛羅里達州的海邊產卵。如此來回約需5~6年,為什么海龜能夠進行幾萬千米的長途跋涉呢?它們依靠的是頭部內的納米磁性材料,為它們準確無誤地導航。