ナノテクノロジー
いくつかの物理現象は、対象が小さくなるほどその影響が顕著になる。それは例えば統計力学的効果や量子力学的効果で、「量子サイズ効果」では微粒子の大きさを極小にすることでその電子特性が変化し、電子の閉じこめによるエネルギー準位の離散化があらわれる。この効果はマクロからミクロへと寸法が小さくなることで徐々に働き始めるわけではない。しかし、一般に100ナノメートル未満の距離(いわゆる量子領域)に達すると、量子効果が支配的になる。さらに多くの物理的(力学的・電気的・光学的などの)特性が巨視的な系と比較すると変化する。例えば、表面積が体積に対して増大するため、素材の力学的・熱的・触媒的特性が変化する。ナノスケールでの拡散と反応、高速イオン輸送が可能なナノ構造素材やナノデバイスなどを研究する分野を一般にナノイオニクスと呼ぶ。ナノシステムの機械的性質はナノ工学の研究領域とされる。
素材をナノスケールにまで小さくすると、マクロスケールとは異なる特性を示すようになり、新たな応用が可能になる。例えば、不透明だったものが透明になったり(銅 (Cu))、不燃性だったものが可燃性になったり(アルミニウム (Al))、不溶性だったものが可溶性になる(金 (Au))。例えば金は通常のサイズでは化学的に不活性だが、ナノスケールでは強力な化学触媒として機能する。ナノテクノロジーは、ナノスケールにしたときに物質が示す量子現象や表面現象を利用するために発達したとも言える。
Project on Emerging Nanotechnologies は2008年8月21日時点で800以上のナノテク製品が商品化されていると推定し、3週から4週に1つのペースで新製品が世に出ているとした。同プロジェクトは一般に販売されている全製品の一覧をオンラインで公開している。そのほとんどは「第一世代」の受動的ナノ素材を使うに留まっており、日焼け止め剤や化粧品や一部食品に使われている二酸化チタン、粘着シートに使われている炭素同素体、食品包装・衣類・殺菌剤・家電製品に使われている銀の微粒子、日焼け止め剤・化粧品・表面コーティング・塗料・屋外用家具の上塗りなどの酸化亜鉛、燃料触媒としての酸化セリウムなどが含まれる。
アメリカ国立科学財団はナノテクノロジー研究にも盛んに資金提供しており、研究者 David Berube のこの分野の調査にも資金を提供した。その成果をまとめた本が Nano-Hype: The Truth Behind the Nanotechnology Buzz である。それによると、「ナノテクノロジー」と称しているものの多くが実際には物質科学の焼き直しに過ぎず、それによって「ナノチューブ、ナノワイヤなどなどを製造販売するだけのナノテク業界」が生まれ、「薄利多売によってごく少数の業者しか生き残らないことになる」だろうとしている。ナノスケールの部品の操作や配置が必要な用途はまだ研究段階である。「ナノ」と名付けられたテクノロジーではあるが、そこから想起される新たな革新的分子の製造には程遠い。Berudeは、「ナノ・バブル」とでも呼ぶべき状況が形成される虞があり(あるいは既に形成されており)、「ナノテクノロジー」という用語が安易に使われすぎていると警告している。