纳米级特性

在许多情况下，纳米级材料的性质与在其他长度尺度上观察到的材料的性质不同。

以金属的熔点为例。纳米粒子的熔点通常低于相应块状金属，而这些熔点取决于尺寸。例如，块状金的熔点为 1064 摄氏度，而 4 纳米金粒子的熔点约为 850 摄氏度。

在硅等半导体中，带隙随粒子尺寸而变化。 带隙 是将电子从价带移动到导带所需的能量。此特性会影响各种半导体（例如硅、锗和砷化镓）的电学和光学特性，并影响这些材料的使用范围。这三种材料在块体状态下的带隙分别为 1.12、0.67 和 1.42 电子伏特 (eV)。研究表明，当这些材料以纳米线或纳米颗粒的形式制成时，带隙会增加。（纳米线是一种直径为纳米级的线状结构）。例如，直径为 1.3 纳米的硅纳米线具有 3.5 eV 的非常宽的带隙。

材料的颜色也取决于尺寸。颜色的出现是由于材料中的电子部分吸收了光；未被吸收的光仍然可见。

在许多光滑的金属表面上，光线会被这些材料中非常高的传导电子密度反射；这就是为什么金属板的表面可以呈现出镜面般的外观。相反，小颗粒会吸收部分光线，从而产生颜色。此特性取决于纳米颗粒的尺寸。

纳米系统不够大，许多经典物理定律无法应用。例如，描述导体中电流和电压关系的欧姆定律，无法描述通过微小纳米线的电流传导。这里还有其他效应，称为 量子力学效应 变得重要。