Finezja manipulacji materiałowej, którą nanotechnologia umożliwia, pomaga naukowcom w opracowywaniu szybszych komputerów, bardziej skutecznych leków i baterii o większej pojemności. Od 2015 r. nanotechnologia pozostaje dziedziną, w której nowe aplikacje wciąż są nowe. odkrywane każdego dnia.
Nanotechnologia jest nauką interdyscyplinarną, mającą zastosowania w biologii, chemii, fizyce materiałowej i elektronice. W miarę jak narzędzia do charakteryzacji i manipulacji zyskują na precyzji, wzrasta zdolność naukowców do rozwiązywania i manipulowania pojedynczymi atomami i skupiskami atomów.
Zmiana wielkości materiału z objętości na nanoskalę powoduje głębokie zmiany właściwości i zachowania materiału. Własności mechaniczne materiałów w nanoskali są często o rząd wielkości wyższe od ich masowych odpowiedników, ponieważ zmniejsza się prawdopodobieństwo szkodliwych wad materiałowych. To mniejsze prawdopodobieństwo defektów prowadzi również do wyższych właściwości elektrycznych i magnetycznych.
Manipulowanie kształtem nanomateriału prowadzi do jeszcze większego dostosowania materiałów materialnych. Struktury anizotropowe, takie jak arkusze, rury i druty, mogą być łączone o różnych właściwościach z izotropowych kulek tego samego materiału. Przykładem jest niemal perfekcyjne przewodzenie metalicznych nanorurek węglowych w porównaniu z innymi alotropami węgla. Inne aplikacje wykorzystujące nanotechnologiczne zasady projektowania obejmują nanoskalowe kapsułki medyczne, które mogą aktywnie poszukiwać i celować w patogeny i nanocząstki tlenku tytanu, które wykorzystują światło słoneczne do rozbicia zanieczyszczenia powietrza.
