Nanokomposiitti on ihmisen tekemä materiaali, joka on suunniteltu parantamaan suorituskykyä monissa ainutlaatuisissa sovelluksissa: rakenteellisissa, toiminnallisissa tai kosmeettisissa. Kuten muutkin komposiitit, myös nanokomposiitti sisältää perusväliaineen tai matriisin, joka koostuu muovista, metallista tai keramiikasta yhdistettynä suspensiossa oleviin nanohiukkasiin. Täytehiukkaset ovat paljon pienempiä kuin tavalliset komposiitit ja ne ovat kooltaan suuria molekyylejä, vähintään sata kertaa pienempiä kuin ihmisen munasolun ydin.
Nanokomposiitin kiinteä pohjaväliaine alkaa nesteenä, joka voidaan suihkuttaa pinnalle, puristaa tai ruiskuttaa muottiin. Täytehiukkaset toimivat muodosta riippuen: pyöreät, kuten pallo tai pitkät ja ohuet, kuten putki. Fullereenit, nanohiukkaset, jotka koostuvat kokonaan hiiliatomeista, kuten pölypallot tai nanoputket, ovat suuruusluokkaa pienempiä kuin tavanomaisissa komposiiteissa olevat hiilikuidut tai helmetäytteet. Nämä fullereenit voivat kuljettaa mitä tahansa määrää reaktiivisia molekyylejä, joita käytetään lääketieteellisissä sovelluksissa.
Mitä pienempiä täyteainehiukkasia on suspensiossa perusväliaineessa, sitä suurempi on vuorovaikutuksessa oleva pinta -ala ja sitä suurempi mahdollisuus vaikuttaa materiaalin ominaisuuksiin. Nanokomposiittien muodostusvaiheissa perusväliaineen on virtaava helposti muottiin. Joissakin sovelluksissa täyteaineen on oltava linjassa virtauksen kanssa eikä saa häiritä sitä tiettyihin suuntiin, joissa vaaditaan lujuutta tai johtavuutta. Täyteaineet, joilla on korkea pituus-leveys-suhde, sopivat hyvin nestemäisen pohjan virtaukseen, joka ei ole vielä muuttunut kiinteäksi.
Nanokomposiittien pienempien hiukkasten lisääntynyt pinta -ala pakottaa niiden diffuusion ja pakottaa ne jakautumaan tasaisemmin, mikä johtaa yhtenäisempiin materiaaliominaisuuksiin. Nanohiukkasten kasaantuminen perusväliaineen virtauksen ja kokoonpanon aikana johtuu atomijäännöksistä tai haarautuvien hiukkasten sotkeutumisesta toisiinsa virtaamisen aikana. Ei -toivottu ja epätasainen paakkuuntuminen lisää materiaalin jäännösjännityksiä, kun pohjaväliaine kiinteytyy. Epätasaiset nanohiukkasten jakaumat kriittisissä paikoissa voivat aiheuttaa mallin epäonnistumisen, toiminnan lakkaamisen tai rikkoutumisen. Yksi menetelmä, joka takaa hiukkasten tasaisen jakautumisen, on sonokemia, jossa – ultraääniaaltojen läsnä ollessa – muodostuu ja romahtaa kuplia, jotka hajauttavat nanohiukkaset tasaisemmin.
Monista nanokomposiittimateriaalien sovelluksista muutamia kiinnostavia ovat elektroniset, optiset ja biolääketieteelliset. Nanokomposiitteja, jotka yhdistävät polymeeripohjaisen väliaineen hiilen nanoputkiin, käytetään elektroniikan pakkauksissa, jotka tarvitsevat kotelot staattisten sähkövarausten ja lämpökertymien poistamiseksi. Optisen läpinäkyvyyden takaamiseksi optimaalisen kokoiset nanohiukkaset eivät hajota valoa, mutta antavat sen kulkea läpi ja lisäävät samalla materiaalin lujuutta. Aurinkosähkötekniikassa mitä pienemmät hiukkaset, sitä suurempi auringon absorptio, mikä johtaa suurempaan sähköntuotantoon. Piilolinssien nanohiukkaset, jotka on muodostettu polymeeripohjasta, muuttavat väriä riippuen potilaan kyynelnesteen glukoosimäärästä, mikä osoittaa diabeetikon insuliinitarpeen.