1、表面效應是指納米粒子表面原子與總原子數之比隨著粒徑的變小而急劇增大後所引起的性質上的變化。
表9-2給出了納米粒子尺寸與表面原子數的關系。
隨粒徑減小，表面原子數迅速增加。
另外，隨著粒徑的減小，納米粒子的表面積、表面能的都迅速增加。
這主要是粒徑越小，處於表面的原子數越多。
表面原子的晶體場環境和結合能與內部原子不同。
表面原子周圍缺少相鄰的原子，有許多懸空鍵，具有不飽和性質，易於其他原子想結合而穩定下來，因而表現出很大的化學和催化活性。
2、量子尺寸
粒子尺寸下降到壹定值時，費米能級接近的電子能級由準連續能級變為分立能級的現象稱為量子尺寸效應。
Kubo采用壹電子模型求得金屬超微粒子的能級間距為：4Ef/3N
式中Ef為費米勢能，N為微粒中的原子數。
宏觀物體的N趨向於無限大，因此能級間距趨向於零。
納米粒子因為原子數有限，N值較小，導致有壹定的值，即能級間距發生分裂。
半導體納米粒子的電子態由體相材料的連續能帶隨著尺寸的減小過渡到具有分立結構的能級，表現在吸收光譜上就是從沒有結構的寬吸收帶過渡到具有結構的吸收特性。
在納米粒子中處於分立的量子化能級中的電子的波動性帶來了納米粒子壹系列特性，如高的光學非線性，特異的催化和光催化性質等。
3、量子隧道
微觀粒子具有貫穿勢壘的能力稱為隧道效應。
人們發現壹些宏觀量，例如微顆粒的磁化強度、量子相幹器件的磁通量以及電荷等亦具有隧道效應，它們可以穿越宏觀系統的勢壘產生變化，故稱為宏觀的量子隧道效應。
用此概念可定性解釋超細鎳微粒在低溫下保持超順磁性等。
4、介電限域
納米粒子的介電限域效應較少不被註意到。
實際樣品中，粒子被空氣﹑聚合物﹑玻璃和溶劑等介質所包圍，而這些介質的折射率通常比無機半導體低。
光照射時，由於折射率不同產生了界面，鄰近納米半導體表面的區域、納米半導體表面甚至納米粒子內部的場強比輻射光的光強增大了。
這種局部的場強效應，對半導體納米粒子的光物理及非線性光學特性有直接的影響。
對於無機-有機雜化材料以及用於多相反應體系中光催化材料，介電限域效應對反應過程和動力學有重要影響
擴展資料：
納米材料大致可分為納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。
其中納米粉末開發時間最長、技術最為成熟，是生產其他三類產品的基礎。
1 納米陶瓷
利用納米技術開發的納米陶瓷材料是利用納米粉體對現有陶瓷進行改性，通過往陶瓷中加入或生成納米級顆粒、晶須、晶片纖維等，使晶粒、晶界以及他們之間的結合都達到納米水平，使材料的強度、韌性和超塑性大幅度提高。
它克服了工程陶瓷的許多不足，並對材料的力學、電學、熱學、磁光學等性能產生重要影響，為代替工程陶瓷的應用開拓了新領域。
隨著納米技術的廣泛應用，納米陶瓷隨之產生，希望以此來克服。
陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金屬似柔韌性和可加工性。
英國材料學家Cahn指出，納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰略途徑。
納米耐高溫陶瓷粉塗層材料是壹種通過化學反應而形成耐高溫陶瓷塗層的材料
2 納米粉末
又稱為超微粉或超細粉，壹般指粒度在100納米以下的粉末或顆粒，是壹種介於原子、分子與宏觀物體之間處於中間物態的固體顆粒材料。
可用於：高密度磁記錄材料；吸波隱身材料；磁流體材料；防輻射材料；單晶矽和精密光學器件拋光材料。
微芯片導熱基片與布線材料；微電子封裝材料；光電子材料；先進的電池電極材料；太陽能電池材料；高效催化劑；高效助燃劑；敏感元件；高韌性陶瓷材料（摔不裂的陶瓷，用於陶瓷發動機等）；人體修復材料；抗癌制劑等。
3 納米纖維
指直徑為納米尺度而長度較大的線狀材料。
可用於：微導線、微光纖（未來量子計算機與光子計算機的重要元件）材料；新型激光或發光二極管材料等。
靜電紡絲法是制備無機物納米纖維的壹種簡單易行的方法。
4 納米膜
納米膜分為顆粒膜與致密膜。
顆粒膜是納米顆粒粘在壹起，中間有極為細小的間隙的薄膜。
致密膜指膜層致密但晶粒尺寸為納米級的薄膜。
可用於：氣體催化（如汽車尾氣處理）材料；過濾器材料；高密度磁記錄材料；光敏材料；平面顯示器材料；超導材料等。
5 納米塊體
納米塊體是將納米粉末高壓成型或控制金屬液體結晶而得到的納米晶粒材料。
主要用途為：超高強度材料；智能金屬材料等。
應用範圍：
1、 天然納米材料
海龜在美國佛羅裏達州的海邊產卵，但出生後的幼小海龜為了尋找食物，卻要遊到英國附近的海域，才能得以生存和長大。
最後，長大的海龜還要再回到佛羅裏達州的海邊產卵。
如此來回約需5～6年，為什麽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。
生物學家在研究鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂等生物為什麽從來不會迷失方向時，也發現這些生物體內同樣存在著納米材料為它們導航。
2、 納米磁性材料
在實際中應用的納米材料大多數都是人工制造的。
納米磁性材料具有十分特別的磁學性質，納米粒子尺寸小，具有單磁疇結構和矯頑力很高的特性，用它制成的磁記錄材料不僅音質、圖像和信噪比好，而且記錄密度比γ-Fe2O3高幾十倍。
超順磁的強磁性納米顆粒還可制成磁性液體，用於電聲器件、阻尼器件、旋轉密封及潤滑和選礦等領域。
3、 納米陶瓷材料
傳統的陶瓷材料中晶粒不易滑動，材料質脆，燒結溫度高。
納米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上運動，因此，納米陶瓷材料具有極高的強度和高韌性以及良好的延展性，這些特性使納米陶瓷材料可在常溫或次高溫下進行冷加工。
如果在次高溫下將納米陶瓷顆粒加工成形，然後做表面退火處理，就可以使納米材料成為壹種表面保持常規陶瓷材料的硬度和化學穩定性，而內部仍具有納米材料的延展性的高性能陶瓷。
4、納米傳感器
納米二氧化鋯、氧化鎳、二氧化鈦等陶瓷對溫度變化、紅外線以及汽車尾氣都十分敏感。
因此，可以用它們制作溫度傳感器、紅外線檢測儀和汽車尾氣檢測儀，檢測靈敏度比普通的同類陶瓷傳感器高得多。
5、 納米傾斜功能材料
在航天用的氫氧發動機中，燃燒室的內表面需要耐高溫，其外表面要與冷卻劑接觸。
因此，內表面要用陶瓷制作，外表面則要用導熱性良好的金屬制作。
但塊狀陶瓷和金屬很難結合在壹起。
如果制作時在金屬和陶瓷之間使其成分逐漸地連續變化，讓金屬和陶瓷“妳中有我、我中有妳”。
最終便能結合在壹起形成傾斜功能材料，它的意思是其中的成分變化像壹個傾斜的梯子。
當用金屬和陶瓷納米顆粒按其含量逐漸變化的要求混合後燒結成形時，就能達到燃燒室內側耐高溫、外側有良好導熱性的要求。