Nanopartikel adalah partikel ultra halus dengan setidaknya satu dimensi antara 1-100 nanometer (nm). Satu nanometer sama dengan sepersejuta meter. Batas ukuran yang lebih rendah membantu membedakan partikel dari kelompok atom acak. Batas atas adalah yang terbesar di mana perbedaan properti terkait ukuran biasanya memanifestasikan dirinya.
Definisi ini diterima secara luas, meskipun agak sewenang-wenang. Ada referensi yang diterbitkan untuk nanopartikel pada ukuran di luar kisaran 1-100 nm. Apa yang membuat partikel seperti itu menarik bagi para ilmuwan adalah sifat material unik yang terkadang dihasilkan dari ukurannya. Ketika partikel memanifestasikan sifat seperti itu, mereka kemungkinan akan dianggap nanopartikel bahkan jika mereka tidak cocok secara tepat dalam kisaran ukuran yang ditentukan.
Ini belum tentu kasus bahwa nanopartikel akan menampilkan perbedaan properti dari contoh yang lebih besar dari bahan yang sama. Ketika itu terjadi, perbedaan properti mungkin disebabkan oleh efek kuantum. Juga benar bahwa pada skala nano, partikel suatu material memiliki luas permukaan yang relatif lebih besar dibandingkan dengan volumenya. Permukaan terbuka yang lebih besar secara proporsional dapat membuat nanopartikel jauh lebih aktif secara kimia. Ini mungkin penyebab lain dari sifat tak terduga mereka.
Sebuah titik kuantum adalah nanopartikel semikonduktor dengan diameter sekitar 1-20 nm. Strukturnya pada dasarnya sama dengan semikonduktor yang lebih besar. Namun, sifat elektronik yang ditampilkannya bisa sangat berbeda. Sifat-sifat ini adalah hasil dari efek ukuran kuantum. Ketika ukuran fisik mendekati panjang gelombang elektron, hubungan antara tegangan dan konduktansi dapat berbeda dari pada skala yang lebih besar.
Emas dan perak relatif lembam dalam jumlah besar. Pada skala nano, bagaimanapun, mereka menunjukkan sifat katalitik yang unik. Misalnya, nanopartikel perak adalah antibiotik yang efektif. Nanopartikel emas telah terbukti efisien dalam menghilangkan senyawa organik yang mudah menguap dari atmosfer, bahkan pada suhu kamar.
Nanoteknologi berkaitan dengan pemanfaatan sifat-sifat unik dari partikel ultra halus ini untuk merekayasa sistem yang berfungsi pada tingkat molekuler atau atomik. Sifat khusus dari partikel tersebut terlihat memiliki potensi dalam teknologi komputer, kedokteran dan teknik lingkungan. Mereka juga dapat membentuk blok bangunan untuk perangkat kompleks yang dirancang untuk beroperasi pada tingkat mikroskopis.
Kekhawatiran telah diungkapkan tentang paparan nanopartikel pada manusia. Penelitian pada hewan telah menunjukkan bahwa beberapa jenis nanopartikel dapat mencapai otak dan organ lain ketika dihirup. Peradangan dan fibrosis di paru-paru juga telah dilaporkan. Ledakan dan kebakaran di tempat kerja telah terbukti menjadi bahaya utama partikel-partikel ini.