La finezza della manipolazione dei materiali che la nanotecnologia consente è aiutare gli scienziati a sviluppare computer più veloci, farmaci più efficaci e batterie di maggiore capacità. A partire dal 2015, la nanotecnologia rimane un campo emergente, dove continuano ad essere nuove applicazioni scoperto ogni giorno.
La nanotecnologia è una scienza interdisciplinare, con applicazioni in biologia, chimica, fisica dei materiali ed elettronica. Man mano che gli strumenti di caratterizzazione e manipolazione acquisiscono accuratezza, aumenta la capacità degli scienziati di risolvere e manipolare singoli atomi e gruppi di atomi.
La modifica delle dimensioni di un materiale da massa a nanoscala comporta profondi cambiamenti nelle proprietà e nel comportamento dei materiali. Le proprietà meccaniche dei materiali su scala nanometrica sono spesso di ordine di grandezza più alte rispetto alle loro controparti di massa, poiché diminuisce la probabilità di difetti materiali deleteri. Questa minore probabilità di difetti porta anche a proprietà elettriche e magnetiche superiori.
Manipolare la forma di un nanomateriale porta a un livello ancora più elevato di personalizzazione della proprietà del materiale. Strutture anisotropiche come fogli, tubi e fili possono essere assemblate con proprietà diverse da sfere isotropiche dello stesso materiale. Ne è un esempio la conduzione quasi perfetta di nanotubi di carbonio metallico rispetto ad altri allotropi di carbonio. Altre applicazioni che utilizzano principi di progettazione nanotecnologica includono capsule di medicina su scala nanometrica in grado di individuare e individuare agenti patogeni e vernici a nanoparticelle di ossido di titanio che utilizzano la luce solare per abbattere l'inquinamento atmosferico.
