O prefixo nano tem origem no grego nánnos que significa anão. Falamos portanto de materiais constituídos por partículas mais pequenas que os materiais convencionais, por exemplo pós micrométricos utilizados em Cerâmica e Metalurgia. Os nanomateriais têm tido várias definições, muitas vezes refletindo o contexto científico em que surgem, contudo, uma definição relativamente simples e suficientemente abrangente, considera que uma dada amostra é um nanomaterial quando constituída predominantemente por estruturas com pelo menos uma dimensão na ordem dos nanómetros (tipicamente entre 1-100 nm).
Régua com dimensões aproximadas de vários objetos, desde entidades macroscópicas a moleculares. O Nanomundo é o reino do meio (aproximadamente entre 1-100 nm).
As nanopartículas apresentam propriedades singulares que decorrem de efeitos de tamanho e de superfície, distinguindo-se por isso do mesmo tipo de material, isto é com igual composição química, mas caracterizado por estruturas de maiores dimensões. Uma das motivações em investigar nanomateriais é a descoberta de novas propriedades que possam ser exploradas com vantagem em aplicações existentes ou outras tecnologias inovadoras. Variando a natureza química e a dimensionalidade estrutural facilmente concluímos que a diversidade de nanomateriais disponíveis é imensa.
Um nanómetro é um bilionésimo do metro ou seja é igual a 0,000000001 m, ou mais simplificadamente, 1×10-9 m. Para teres uma ideia da escala de que falamos, arranca um fio de cabelo da tua cabeça . Observa à lupa como esse fio de cabelo tem uma secção com diâmetro muito pequeno, talvez cerca de 0,1 mm (1×10-3 m). Um nanofio cujo diâmetro é 1 nm, significa que tem um diâmetro 1 milhão (1×106) de vezes mais pequeno do que o diâmetro do teu fio de cabelo!
É verdade que existem muitas tecnologias estabelecidas há muito tempo que utilizam materiais com dimensões muito pequenas. Por exemplo, alguns processos industriais metalúrgicos e cerâmicos utilizam pós cujas partículas constituintes já de si são muito pequenas, tipicamente na gama dos micrómetros ( 1 mm= 10-6 m). Mesmo assim, nestes casos, falamos de tamanhos superiores às dimensões típicas das nanopartículas. As tintas brancas comuns têm na sua formulação partículas de TiO2, um pigmento branco, cujo diâmetro médio de partícula ronda 0,1 mm, ou seja 100 nm.
As nanopartículas podem ser de origem natural ou obtidos por processos inventados para esse efeito. Estes últimos são normalmente classificados em duas grandes classes de abordagem: top down, quando obtidos a partir de um material de maiores dimensões; bottom-up, preparação a partir de estruturas de menores dimensões, como por exemplo moléculas. Os métodos bottom-up baseiam-se na sua maioria em abordagens tipicamente químicas, pelo que não surpreende que a Química seja uma Ciência com uma centralidade muito própria ao nível das Nanociências.
Esta imagem remete para uma analogia entre os métodos de preparação de nanomateriais e construções que fazem parte do património humano. Assim, os métodos top down podem ser entendidos como o fabrico à nanoescala de estruturas a partir de peças de maiores dimensões, tal como a Esfinge imponente foi esculpida a partir de um grande rochedo. Por outro lado, os métodos bottom up podem ser entendidos como arquiteturas nanométricas obtidas pela organização de blocos (quase) moleculares, tal como a grande Pirâmide de Gisé foi erguida a partir de blocos de pedra.