Bir nanopartikül, 1-100 nanometre (nm) arasında en az bir boyuta sahip olan ultra ince bir parçacıktır. Bir nanometre, metrenin milyarda birine eşittir. Düşük boyut limiti, bir partikülün rastgele atom kümelerinden ayırt edilmesine yardımcı olur. Üst sınır, boyutla ilişkili özellik farklılıklarının normal olarak kendini gösterdiği en büyük sınırdır.
Bu tanım, biraz keyfi olsa da, geniş çapta kabul görmüştür. 1-100 nm aralığının dışındaki boyutlarda nanoparçacıklara yayınlanmış referanslar vardır. Bilim insanlarına bu kadar ilgi çekici kılan şey, bazen boyutlarından kaynaklanan eşsiz malzeme özellikleridir. Parçacıklar bu tür özellikleri gösterdiğinde, kesin olarak tanımlanan boyut aralığına uymasalar bile nanopartiküller olarak kabul edilirler.
Bir nanoparçacık, aynı malzemenin daha büyük örneklerinden özellik farklılıkları göstermesi şart değildir. Oluştuğunda, özellik farkları kuantum etkilerinden kaynaklanıyor olabilir. Nano ölçekte, bir malzemenin parçacıklarının hacimlerine kıyasla nispeten daha büyük bir yüzey alanına sahip oldukları da doğrudur. Orantılı olarak daha büyük maruz kalan yüzey nanoparçacıkları kimyasal olarak daha aktif hale getirebilir. Bu, beklenmeyen özelliklerinin başka bir nedeni olabilir.
Kuantum nokta, yaklaşık 1-20 nm çapında bir yarı iletken nanoparçacıktır. Yapısı esas olarak daha büyük yarı iletkenler ile aynıdır. Bununla birlikte, gösterdiği elektronik özellikler çok farklı olabilir. Bu özellikler kuantum büyüklüğü etkisinin sonucudur. Fiziksel boyut bir elektronun dalga boyuna yaklaştığında, voltaj ve iletkenlik arasındaki ilişki daha büyük ölçeklerde farklı olabilir.
Altın ve gümüş, toplu miktarlarda nispeten inerttir. Bununla birlikte, nano ölçekte, benzersiz katalitik özellikler gösterirler. Örneğin, gümüş nanopartiküller etkili bir antibiyotiktir. Altın nanopartiküllerinin, uçucu organik bileşiklerin atmosferden, oda sıcaklığında bile çıkarılmasında etkili oldukları kanıtlanmıştır.
Nanoteknoloji, bu ultra ince parçacıkların benzersiz özelliklerini kullanarak moleküler ya da atomik seviyelerde çalışan sistemleri inşa etmekle ilgilenmektedir. Parçacıkların özel özelliklerinin bilgisayar teknolojisi, tıp ve çevre mühendisliği alanlarında potansiyeli olduğu görülüyor. Mikroskobik seviyede çalışmak üzere tasarlanan karmaşık cihazlar için yapı taşları da oluşturabilirler.
İnsanların nanopartiküllere maruz kalması ile ilgili endişeler dile getirilmiştir. Hayvan araştırmaları, bazı nanoparçacık türlerinin solunduğunda beyine ve diğer organlara ulaşabileceğini göstermiştir. Akciğerlerde iltihap ve fibroz da bildirilmiştir. Bununla birlikte, işyerindeki patlama ve yangının, bu parçacıkların temel tehlikeleri olduğu kanıtlanmıştır.
