Nanotechnologische Materialien sind Bauobjekte zwischen 1 und 100 Nanometern, wobei ein einzelner Nanometer einem Milliardstel Meter entspricht. Im Wesentlichen sind alle in der Natur vorkommenden Materialien im Nanomaßstab konstruiert, aber Objekte, die vom Menschen auf molekularer Ebene manipuliert werden, um etwas Neues zu bauen, sind nanotechnologische Materialien. Das beste frühe Beispiel für diese Technologie ist eine Kohlenstoff-Nanoröhrchen, die hergestellt wird, indem die Abmessungen von Kohlenstoffmolekülen in ein Wabengitter geändert werden. Kohlenstoff-Nanoröhrchen erzeugen eine Graphitfolie, die deutlich leichter und stärker als Stahl ist. Produkte wie Fahrradrahmen, Batterien und Tennisschläger sind Beispiele dafür, was aus Kohlenstoff-Nanoröhrchen gemacht werden kann.
Ein gängiges Beispiel für nanotechnologische Materialien ist Titandioxid, das manipuliert wird, um Produkte wie Sonnenschutzmittel herzustellen, die ultraviolette (UV) Strahlen blockieren und dennoch eine Bräune ermöglichen. Ein weiteres wichtiges Produkt aus Titandioxid ist ein Solarpanel, das die vom Sonnenlicht aufgenommene Energie verstärkt und so zu einer effizienteren und leistungsfähigeren Energiequelle wird. Forscher haben herausgefunden, dass Zinkoxid ein weiteres Beispiel für nanotechnologische Materialien mit ähnlichen Vorteilen wie Titanoxid ist, einschließlich der Fähigkeit, UV-Strahlen zu blockieren und die Auswirkungen des Lichteinfangs in Sonnenkollektoren zu verstärken.
Sowohl Silber- als auch Goldpartikel sind leistungsstarke nanotechnologische Materialien, die in einer Vielzahl von Branchen neue Lösungen bieten. Silber-Nanopartikel zum Beispiel wurden als Lösung für alles von einer besseren Zahnpasta bis hin zu einer möglichen Heilung von Infektionskrankheiten propagiert. Goldnanopartikel haben auch potenziell wichtige medizinische Anwendungen, von der Erkennung von Krebs im Frühstadium bis zur Heilung von Arthritis. Sowohl Silber- als auch Gold-Nanopartikel können für die elektronische Verdrahtung verwendet werden, was eine größere Flexibilität und Leistung als herkömmliche Methoden bietet.
Viele nanotechnologische Materialien stammen ebenfalls aus häufigeren Quellen. Auf Nanoebene manipulierte Tonpartikel erzeugen ein stärkeres Polymer, das auch leichter und temperaturbeständiger ist. Im Allgemeinen können Polymere auf Tonbasis in Kleidung, Haushaltsgegenständen und Autoteilen verwendet werden. Die Bauindustrie forscht nach Wegen, gängige Produkte wie Zement und Glas zu verbessern, um neue Materialien zu schaffen, die energieeffizienter, einfacher herzustellen und umweltfreundlicher sind.
Viele nanotechnologische Materialien sind umstritten. Die Manipulation von Materialien auf molekularer Ebene führt zur Möglichkeit einer Toxizität sowohl der Materialien selbst als auch der Nebenprodukte. Weitere Bedenken sind der Energieverbrauch bei der Herstellung der Materialien und die Tatsache, dass sie ihre Haltbarkeit erst noch beweisen müssen. Trotzdem werden nanotechnologische Materialien aufgrund des Versprechens größerer Innovationen für Elektronik, Textilien, Fertigung und ihrer potenziell revolutionären Wirkung auf die Medizin entwickelt.