Nanokompozit je umjetni materijal dizajniran za poboljšane performanse u bilo kojem broju jedinstvenih primjena: strukturalnih, funkcionalnih ili kozmetičkih. Kao i kod drugih kompozita, nanokompozit uključuje osnovni medij ili matricu, sastavljenu od plastike, metala ili keramike u kombinaciji s nanočesticama u suspenziji. Čestice punila su mnogo manje od onih u običnim kompozitima i veličine su velikih molekula, barem sto puta manje od jezgre ljudske jajne stanice.
Čvrsti osnovni medij nanokompozita počinje kao tekućina koja se može raspršiti na površinu, ekstrudirati ili ubrizgati u kalup. Čestice punila funkcioniraju ovisno o njihovom obliku: okrugle, poput lopte, ili dugačke i tanke, poput cijevi. Fulereni, nanočestice sastavljene u potpunosti od atoma ugljika, kao što su buckyballs ili nanocijevi, za redove su veličine manje od ugljičnih vlakana ili punila u obliku kuglica koje se nalaze u običnim kompozitima. Ovi fulereni mogu nositi bilo koji broj reaktivnih molekula koje se koriste u medicinskim primjenama.
Što je manja veličina čestica punila u suspenziji unutar osnovnog medija, veća je površina dostupna za interakciju i veći je potencijal utjecaja na svojstva materijala. U fazama formiranja nanokompozita, osnovni medij mora lako teći u kalupe. Kod nekih primjena, punilo se mora uskladiti s protokom, a ne poremetiti ga u određenim smjerovima gdje je potrebna čvrstoća ili vodljivost. Punila s visokim omjerom duljine i širine dobro se poravnavaju u toku tekuće baze koja tek treba postati čvrsta.
Povećana površina manjih čestica u nanokompozitima potiče njihovu difuziju i tjera ih na ravnomjerniju distribuciju, što rezultira konzistentnijim svojstvima materijala. Skupljanje nanočestica tijekom strujanja i skupljanja osnovnog medija uzrokovano je zaostalim atomskim nabojem ili kada se razgranate čestice zapliću dok se prelijevaju jedna u drugu. Neželjeno i neravnomjerno zgrušavanje doprinosi zaostalom naprezanju u materijalu kada osnovni medij postane čvrst. Neravnomjerna raspodjela nanočestica na kritičnim mjestima mogla bi uzrokovati neuspjeh dizajna, prestanak funkcioniranja ili lom. Jedna metoda koja jamči ravnomjernu raspodjelu čestica je sonokemija, u kojoj se – u prisutnosti ultrazvučnih valova – formiraju i kolabiraju mjehurići, raspršujući nanočestice ravnomjernije.
Od brojnih primjena nanokompozitnih materijala, nekoliko je zanimljivih elektroničkih, optičkih i biomedicinskih. Nanokompoziti koji kombiniraju medij na bazi polimera s ugljičnim nanocijevima koriste se u pakiranju elektronike koja zahtijeva kućišta za raspršivanje statičkih električnih naboja i toplinskih nakupina. Za optičku transparentnost, nanočestice optimalne veličine neće raspršiti svjetlost, ali će joj omogućiti da prođe, a da pritom materijalu doda snagu. U fotonaponskim uređajima, što su čestice manje, to je veća apsorpcija sunca, što rezultira većom proizvodnjom električne energije. Nanočestice u kontaktnim lećama, formirane na bazi polimera, mijenjaju boju ovisno o količini glukoze u suznoj tekućini pacijenta, što ukazuje na potrebu dijabetičara za inzulinom.