Comparação entre a escala de tamanhos dos seres vivos e da nanotecnologia (fonte: MRSEC - Universidade de Wisconsin).

Por ser uma área relativamente recente, não há unanimidade quanto à abrangência da definição de Nanociência e Nanotecnologia (N&N).  No entanto, é uma área de pesquisa multidisciplinar, que abrange partes da física, da química, da biologia, etc.

Alguns exemplos de aplicação (Fonte: Nanotechnology Research Directions: IWGN Workshop Report, setembro 1999):

 

Indústria automobilística e aeronáutica	Materiais mais leves, pneus mais duráveis, plásticos não inflamáveis e mais baratos, etc.
Indústria eletrônica e de comunicações	Armazenamento de dados, telas planas, aumento na velocidade de processamento, etc.
Indústria química e de materiais	Catalisadores mais eficientes, ferramentas de corte mais duras, fluidos magnéticos inteligentes, etc.
Indústria farmacêutica, biotecnológica e biomédica	Novos medicamentos baseados em nanoestruturas, kits de auto-diagnóstico, materiais para regeneração de ossos e tecidos, etc.
Setor de fabricação	Novos microscópios e instrumentos de medida, ferramentas para manipular a matéria a nível atômico, bioestruturas, etc.
Setor energético	Novos tipos de bateria, fotossíntese artificial, economia de energia ao utilizar materiais mais leves e circuitos menores, etc.
Meio-ambiente	Membranas seletivas, para remover contaminantes ou sal da água, novas possibilidades de reciclagem, etc.
Defesa	Detetores de agentes químicos e orgânicos, circuitos eletrônicos mais eficientes, sistemas de observação miniaturizados, tecidos mais leves, etc.

 Para saber mais sobre a  nanotecnologia, visite a área de Visão Geral. 

Quando se fala em nanotecnologia, não se podem deixar de lado alguns materiais que estão no cerne de quase todas as pesquisas nesta área. A seguir, alguns materiais e suas potenciais aplicações:   

Material	Propriedades	Aplicações
Átomos
Poços quânticos (Quantum wells)	Camadas ultra-finas de material semicondutor (o poço) crescidas entre barreiras (grades). As grades aprisionam os elétrons nas camadas ultra-finas, conferindo algumas propriedades que levaram, por exemplo, ao desenvolvimento de eficientes dispositivos a laser	Aparelhos de CD (compact disc). Telecomunicações. Ótica.
Pontos quânticos (Quantum dots)	Nanopartículas fluorescentes. Dependendo de sua composição, estas partículas podem exibir uma gama de cores	Telecomunicações Ótica
Polímeros	Alguns materiais orgânicos emitem luz sob ação de corrente elétrica	Informática
Partículas com menos de 100 nm de tamanho
Nanocápsulas	Buckminsterfulerenos são os mais conhecidos. Descobertos em 1985, estas partículas tem 1 nm de largura.	Lubrificante nanoparticulado a seco.
Nanopartículas catalíticas	Na faixa de 1-10 nm, estas partículas, quando manipuladas, apresentam uma área superfícial grande, melhorando sua reatividade	Entre outras, produção de materiais, combustíveis e alimentos. Saúde e agricultura.
Fibras com menos de 100 nm de diâmetro
Nanotubos de carbono	Existem dois tipos: nanotubos de única camada, chamados de 'buckytubes', e nanotubos de múltiplas camadas. Descrito como o material mais importante em nanotecnologia, podem conferir uma resistência 50-100 vezes maior que o aço em um sexto do seu peso.	Espacial e aviação. Automóveis. Construção.
Filmes com menos de 100 nm de espessura
Monocamadas auto-montadas	Substâncias orgânicas ou inorgânicas que, espontaneamente, formam uma camada da espessura de uma molécula	Uma gama de aplicações baseadas nas propriedades químicas e físicas.
Coberturas nanoparticuladas	Camadas de aço inoxidável aplicadas por pós nanocristalinos conferem maior dureza em comparação com aplicações convencionais.	Sensores. Fabricação de cristal líquido. Fios moleculares. Camadas de lubrificação, de proteção e anticorrosivas. Ferramentas de corte mais fortes e duras.
Materiais nanoestruturados
Nanocompósitos	Combinações de metais, cerâmicas, polímeros e materiais biológicos, que permitem comportamento funcional. A dureza, transparência e a porosidade são alterados.	Microeletrônica. Indústria de pneus (negro de fumo).
Têxteis	Incorporação de nanopartículas e cápsulas em roupas conferem leveza e durabilidade, e mudam as propriedades físicas dos tecidos (tecidos inteligentes).	Indústria têxtil (civil e militar).