En nanokomposit är ett konstgjort material designat för förbättrad prestanda i ett antal unika applikationer: strukturella, funktionella eller kosmetiska. Som med andra kompositer inkluderar nanokompositen ett basmedium, eller matris, sammansatt av plast, metall eller keramik kombinerat med nanopartiklar i suspension. Fyllmedelspartiklarna är mycket mindre än de i vanliga kompositer och är lika stora som stora molekyler, minst hundra gånger mindre än kärnan i en mänsklig äggcell.
Det fasta basmediet i en nanokomposit börjar som en vätska som kan sprayas på en yta, extruderas eller injiceras i en form. Fyllmedelspartiklarna fungerar beroende på deras form: runda, som en boll, eller långa och tunna, som ett rör. Fullerener, nanopartiklar som helt består av kolatomer som buckyballs eller nanorör, är storleksordningar mindre än de kolfibrer eller pärlfyllmedel som finns i vanliga kompositer. Dessa fullerener kan bära valfritt antal reaktiva molekyler som används i medicinska tillämpningar.
Ju mindre storleken på fyllmedelspartiklarna i suspension i basmediet, desto större yta är tillgänglig för interaktion och desto större potential att påverka materialegenskaper. I formningsstadierna av nanokompositer måste basmediet flyta lätt in i formar. Med vissa applikationer måste fyllmedlet passa in och inte störa flödet i specifika riktningar där styrka eller konduktivitet krävs. Fyllmedel med höga längd-till-bredd-förhållanden passar väl in i flödet av en flytande bas som ännu inte har blivit fast.
Den ökade ytan hos de mindre partiklarna i nanokompositer tvingar fram deras diffusion och tvingar dem att fördelas jämnare, vilket resulterar i mer konsekventa materialegenskaper. Klumpning av nanopartiklar under flödet och uppsättningen av basmediet orsakas av kvarvarande atomladdningar eller när förgrenade partiklar trasslar sig när de strömmar in i varandra. Oönskad och ojämn klumpning bidrar till restspänningar i materialet när basmediet blir fast. Ojämna nanopartikelfördelningar på kritiska platser kan göra att en design misslyckas, slutar fungera eller går sönder. En metod som garanterar jämn fördelning av partiklar är sonokemi, där – i närvaro av ultraljudsvågor – bubblor bildas och kollapsar, vilket sprider nanopartiklar jämnare.
Av de många applikationerna för nanokompositmaterial är några av intresse elektroniska, optiska och biomedicinska. Nanokompositer som kombinerar ett polymerbasmedium med kolnanorör används vid förpackning av elektronik som kräver höljen för att avleda statiska elektriska laddningar och termiska uppbyggnader. För optisk transparens kommer nanopartiklar av en optimal storlek inte att sprida ljus utan låta det passera samtidigt som det ger styrka till materialet. Inom solceller gäller att ju mindre partiklarna är, desto större blir solabsorptionen, vilket resulterar i en större produktion av el. Nanopartiklar i kontaktlinser, bildade av en polymerbas, ändrar färg beroende på mängden glukos i patientens tårvätska, vilket indikerar en diabetikers behov av insulin.