Si queremos saber que son los nanomateriales, deberíamos empezar por el significado de nanómetros, una medida que representa en una unidad la millonésima parte de un milímetro es decir 1 nm = 10−6 mm. Cuando hablamos de materiales para ser considerado «nano», un material debe tener una o más dimensiones en la nanoescala y puede ser creado por nanotecnología o atreves de la iteración de nanopartículas. Estos materiales se clasifican por la dimensión de los elementos estructurales que los componen.
Las nanopartículas dentro de estos materiales están aisladas entra sí y dentro de las categorías de sus dimensiones se encuentran los clusters en 0D, nanotubes, fibers y rods en la dimensión 1D, films y coats en la 2D además de polycrystals en la 3D, esta es la composición según sus dimensiones dentro de cada nanomateríal conocido.
Estructura 0D
Los fullerenos fueron las primeras estructuras complejas de 0D obtenidas y aplicadas en la práctica, además son los antioxidantes más fuertes conocidos. Se cree que estas estructuras brindarán nuevas esperanzas en la farmacología para el desarrollo de medicamentos. Estas estructuras pueden servir para componer nanomáquinas.
Estructura 1D
En el caso de la estructura unidemensional 1D su longitud puede variar de 100 nm a decenas de micrómetros y su diámetro permanece dentro de la nanescala. Los nanotubos son los mas famosos dentro de esta clasificación y poseen propiedades eléctricas, ópticas, mecánicas y magnéticas únicas. Se cree que los nanotubos son el futuro para la creación de materiales compuestos de gran resistencia y relativamente ligero. Actualmente solo se utilizan para experimentos científicos de alto nivel en microscopios de barrido y de fuerza atómica, pero las esperanzas depositadas son realmente grandes.
Estructura 2D
Las estructuras bidimencionales 2D esta determinada por dos dimensiones, una en nanoescala y otra en macroescala. Las nanopelículas, las multicapas de películas delgadas, las nanohojas o los nanopared son nanomateriales bidimensionales. El área de los nanomateriales 2D puede ser de varios micrómetros cuadrados siempre en el rango de la nanoescala. Los nanomateriales han tomado fama en los últimos años debido a sus propiedades químicas y ópticas, especialmente con el descubrimiento del grafeno. En el año 2004 se aislaron por primera vez láminas individuales de grafeno, convirtiéndose en una nueva forma alotrópica del carbono. El grafeno es un nanomaterial bidimensional que impactó a la comunidad científica y se cree que traerá repercusiones a corto plazo especialmente en la rama de las baterías, ofreciendo grandes ventajas por sus propiedades mecánicas, eléctricas, ópticas, térmicas y químicas, asi como en la electrónica e incluso en la medicina.
Estructura 3D
Los nanomateriales tridimensionales se componen de bloques individuales que pueden estar en una escala nanométrica de 1 a 100 nm o más. No poseen dimensiones en nanoescala ya que se representan en macroescalas. Puede estar compuesto por polvos a granel, dispersiones de nanopartículas, haces de nanofuegos y nanotubos. El grafito es el nanomaterial tridimensional más común que se puede encontrar de manera natural. Este materias se usa mayormente en aleaciones, es extremadamente resistente al calor y casi inerte en contacto con casi cualquier otro material. Estas propiedades extremas le dan una amplia gama de usos en metalurgia y fabricación.