Una nanopartícula es una partícula ultrafina con al menos una dimensión entre 1 y 100 nanómetros (nm). Un nanómetro es igual a una mil millonésima parte de un metro. El límite de tamaño inferior ayuda a distinguir una partícula de grupos aleatorios de átomos. El límite superior es el más grande al que normalmente se manifiestan las diferencias de propiedad relacionadas con el tamaño.
Esta definición es ampliamente aceptada, aunque un poco arbitraria. Hay referencias publicadas a nanopartículas en tamaños fuera del rango de 1 a 100 nm. Lo que hace que estas partículas sean de interés para los científicos son las propiedades únicas de los materiales que a veces resultan de su tamaño. Cuando las partículas manifiestan tales propiedades, es probable que se consideren nanopartículas incluso si no encajan con precisión dentro del rango de tamaño definido.
No es necesariamente el caso de que una nanopartícula muestre diferencias de propiedad de instancias más grandes del mismo material. Cuando ocurre, las diferencias de propiedad pueden deberse a efectos cuánticos. También es cierto que a nanoescala, las partículas de un material tienen una superficie relativamente mayor en comparación con su volumen. La superficie expuesta proporcionalmente más grande puede hacer que las nanopartículas sean mucho más activas químicamente. Esta puede ser otra causa de sus propiedades inesperadas.
Un punto cuántico es una nanopartícula semiconductora de aproximadamente 1 a 20 nm de diámetro. Su estructura es esencialmente la misma que la de los semiconductores más grandes. Sin embargo, las propiedades electrónicas que muestra pueden ser muy diferentes. Estas propiedades son el resultado del efecto de tamaño cuántico. Cuando el tamaño físico se acerca a la longitud de onda de un electrón, la relación entre voltaje y conductancia puede ser diferente que a escalas mayores.
El oro y la plata son relativamente inertes en grandes cantidades. En la nanoescala, sin embargo, demuestran propiedades catalíticas únicas. Por ejemplo, las nanopartículas de plata son un antibiótico eficaz. Las nanopartículas de oro han demostrado ser eficaces para eliminar compuestos orgánicos volátiles de la atmósfera, incluso a temperatura ambiente.
La nanotecnología se ocupa de hacer uso de las propiedades únicas de estas partículas ultrafinas para diseñar sistemas que funcionen a nivel molecular o atómico. Se considera que las propiedades especiales de las partículas tienen potencial en la tecnología informática, la medicina y la ingeniería ambiental. También pueden formar los componentes básicos de dispositivos complejos diseñados para operar a nivel microscópico.
Se han expresado preocupaciones sobre la exposición humana a las nanopartículas. La investigación con animales ha demostrado que algunos tipos de nanopartículas pueden llegar al cerebro y a otros órganos cuando se inhalan. También se ha informado de inflamación y fibrosis en los pulmones. Sin embargo, se ha demostrado que la explosión y el fuego en el lugar de trabajo son los principales peligros de estas partículas.