Οι δύο βασικότερες διαφορές των νανουλικών και των συμβατικών υλικών είναι ότι στα πρώτα κάνουν την εμφάνιση τους κβαντικά φαινόμενα αλλά και φαινόμενα επιφάνειας τα οποία είναι υπεύθυνα για την μεταβολή της χημικής τους δραστηριότητας, όπως επίσης και των μηχανικών, οπτικών και ηλεκτρικών τους ιδιοτήτων. Μεγάλο ενδιαφέρον υπάρχει επίσης και για τις κβαντικές τελείες οι οποίες παρουσιάζουν παρόμοια συμπεριφορά με τα άτομα ή τα μικρά μόρια αφού περιγράφονται και αυτές από κβαντικά φαινόμενα, συχνά τις αποκαλούν ως τεχνητά μόρια.
Οι ιδιότητες των νανοσωματιδίων μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής:
- Ειδική επιφάνεια: είναι κύριος παράγοντας απ τον οποίον εξαρτάται η αγωγιμότητα, σταθερότητα και η τοπολογία των νανοσωματιδίων.
- Μαγνητικές ιδιότητες: έχει παρατηρηθεί ότι μειώνοντας το μέγεθος των νάνοσωματιδίων (στη νανοκλίμακα) βελτιώνονται οι μαγνητικές ιδιότητες του υλικού, γεγονός που ενδιαφέρει πολύ την επιστημονική κοινότητα διότι βελτιώνοντας αυτές τις ιδιότητες βελτιώνεται παράλληλα και η ικανότητα αποθήκευσης δεδομένων.
- Οπτικές ιδιότητες: το χρώμα, η απορρόφηση ή η εκπομπή των μηκών κύματος αλλά και άλλοι οπτικοί παράγοντες αλλάζουν όταν μεταβαίνουμε από bulk υλικά στην νανοκλίμακα.
- Ηλεκτρικές ιδιότητες: Οι ηλεκτρικές ιδιότητες μπορούν να ελεγχθούν μέσω των μεμονωμένων ιδιοτήτων των νανοσωματιδίων. Η χημική φύση και το μέγεθος καθορίζουν το ιοντικό δυναμικό και την έλξη ηλεκτρονίων.
- Θερμικές ιδιότητες: Η θερμοκρασία συμπύκνωσης και τήξης μειώνονται με τη μείωση του μεγέθους των νανοσωματιδίων. Επιπλέον τα μικρά σωματίδια ενσωματώνονται καλύτερα σε μήτρες και παρέχουν καλύτερη θερμική αγωγιμότητα.
- Μηχανικές ιδιότητες: στην βιβλιογραφία συναντά κανείς πάρα πολλές περιπτώσεις υλικών που έχουν ενισχυθεί με νανοσωματίδια και με αυτό τον τρόπο έχουν επιτευχθεί καλύτερες μηχανικές ιδιότητες ( για παράδειγμα νανοσωματίδια πυριτίας σε ελαστικά αυτοκινήτων).
Στην περίπτωση των μεταλλικών νανοσωματιδίων εκμεταλλευόμενος κανείς τα φαινόμενα μεταφοράς ηλεκτρικού φορτίου και τροποποιώντας συνήθως με χημικές μεθόδους τα νανοσωματίδια, μπορεί να παράγει χημικούς αισθητήρες αντίστασης. Μεταβολή στην απόσταση μεταξύ των νανοσωματιδίων ή στην ενέργεια ενεργοποίησης των φορέων μπορεί να οδηγήσει σε αύξηση ή μείωση της αντίστασης του αισθητήρα. Για να μπορέσει να επιβληθεί μια αλλαγή στην τιμή της αντίστασης τα νανοσωματίδια περιβάλλονται από ηλεκτροστατικά περιβλήματα, κατάλληλα χημικά μόρια διασύνδεσης ή από πολυμερή.”
