一、纳米材料行业定义及分类
纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺寸（0.1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。
纳米材料的分类方法主要有以下几种：
纳米材料的主要种类
分类标准 | 主要种类 |
按材质 | 纳米金属材料、纳米非金属材料、纳米高分子材料和纳米复合材料 |
按纳米的尺度在空间的表达特征 | 零维纳米材料即纳米颗粒材料、一维纳米材料（如纳米线、棒、丝、管和纤维等）、二维纳米材料（如纳米膜、纳米盘、超晶格等）、纳米结构材料即纳米空间材料（如介孔材料等） |
按形态 | 纳米粉末材料、纳米纤维材料、纳米膜材料、纳米块体材料、，以及纳米液体材料（如磁性液体纳米材料和纳米溶胶等） |
按功能 | 纳米生物材料、纳米磁性材料、纳米药物材料、纳米催化材料、纳米智能材料、纳米吸波材料、纳米热敏材料、纳米环保材料等 |
资料来源：华经产业研究院整理
现阶段，纳米材料的应用主要集中在纳米粉体方面，属于纳米材料的起步阶段。纳米材料有着更强的力学性能（如强度和韧性等），对纳米陶瓷来说，纳米化可望解决陶瓷的脆性问题，并可能表现出与金属等材料类似的塑性。
近年来,随着国家和各地纳米攻关计划、“863”计划、“973”计划等的实施,我国纳米技术研究水平和研发能力逐渐接近国际主流方向,在纳米材料和纳米结构、纳米器件、纳米效应与表征等方面取得了一批居于国际前沿的创新研究成果,并部分实现产业化。
二、纳米材料行业发展现状
从全球范围来看，纳米粉体材料中的纳米碳酸钙、纳米氧化锌、纳米氧化硅等几个产品已形成一定的市场规模；纳米粉体应用广泛的纳米陶瓷材料、纳米纺织材料、纳米改性涂料等材料也已开发成功，并初步实现了产业化生产；纳米粉体颗粒在医疗诊断制剂、微电子领域的应用正加紧由实验研究成果向产品产业化生产方向转移。
受益于纳米技术的不断革新，生产工艺的逐渐完善，纳米材料的生产成本不断降低，新的应用领域不断开拓的影响，全球纳米材料市场规模持续扩大。
资料来源：华经产业研究院整理
近年来，我国纳米材料制造行业发展迅速，在国家战略的指引下，纳米材料和纳米技术在能源、环境、资源和水处理等产业应用出现了良好的开端，例如纳米净化剂、纳米助燃剂、纳米固硫剂、用于水处理的纳米絮凝剂等新型产品相继开发成功，纳米材料的应用范围正在逐步扩大。随着纳米材料下游需求的持续拉动，以及纳米技术的不断革新，其需求规模仍将保持快速增长趋势。
2017年我国纳米行业市场规模快速增长达到了891.7亿元，同比2016年的692.3亿元增长了28.8%，2017年我国新材料行业产值规模26550亿元，纳米材料规模占比达到了3.36%。近几年我国纳米行业规模及占比情况如下图所示：
资料来源：华经产业研究院整理
三、纳米材料的主要应用领域
1、纳米材料在医学领域应用
纳米材料在医学领域已应用于药物载体、癌症治疗、基因治疗、抗菌材料、组织工程、医学诊断等方面，给人类带来了许多好处。然而，有关纳米材料毒理学的报道也很多，由于纳米材料具有小尺寸效应、表面和界面效应以及量子尺寸效应等特性，可能引发特殊的生物学效应，给人类健康和环境带来负面影响。
纳米技术在促进医药、工业发展的同时，对人类健康和环境卫生也同样构成潜在的威胁。相同化学组成的纳米材料与其他材料相比具有许多不同的物理、化学和生物学特性，其潜在毒性、次级效应、生物降解能力也存在质疑。如何评价纳米医药的安全性和毒性，如何优化纳米技术使这些医药材料适合于人体生物系统，以及如何避免或降低可能出现的毒副反应，成为摆在人们面前的一个重要问题。
简而言之，和其他前沿学科一样，纳米医学也充满了机遇和挑战。但我们完全可以相信，在不远的将来，随着对其在生物医学中应用研究的深入及生物安全性问题的阐明和解决，纳米技术将成为医学研究和临床治疗中的一个重要手段，为许多重大疾病患者带来福音。
（1）在药物治疗方面
当颗粒小于某一尺度时，较小颗粒的溶解度大于较大颗粒，因此，控制药物颗粒大小就可以控制颗粒的溶解速率。纳米颗粒具有非常大的溶解度，控制纳米颗粒的大小及粒度分布，可以控制药物释放速率，提高功效和药物有效利用率，如具有生物活性的各种肽类、治疗胰岛素依赖性糖尿病的胰岛素等。而且磁性纳米粒子在分离癌细胞和正常细胞方面经动物及临床试验已经获得成功，显示出了引人注目的应用前景。
（2）在药物载体方面
纳米材料作为药物载体在医学领域中广为应用，是现代药剂学发展的重要方向之一，将磁性纳米颗粒与药物结合，注入到人体内，药物可在病变部位集中，从而达到定向治疗的目的。其优点是：可缓释药物，从而延长药物作用时间；达到靶向输送药物的目的；在保证药物作用的前提下，减少给药剂量，减轻或避免毒副反应；提高药物的稳定性，有利于储存；保护药物，防止其被核酸酶降解；建立一些新的给药途径等。载药纳米颗粒可作为异物被巨噬细胞吞噬，在网状内皮系统聚集，纳米材料药物载体的装载、可控释放以及靶向传输对人类重大疾病的治疗具有重大的意义。
（3）在医疗诊断方面
磁共振成像是一种物理现象，作为一种分析手段广泛应用于物理、化学生物等领域，1973年开始应用于医学临床检测，现已成为临床上常用的无侵入性肿瘤早期诊断手段。MRI需要借助造影剂来提高诊断能力，磁性纳米粒子在MRI领域中常常作为造影剂使用，以此提高MRI图像的对比度和清晰度，造影剂可缩短质子的弛豫时间，间接地改变质子所产生的信号强度，提高人体肿瘤与正常部位的成像对比度，粒径在3~10nm的超顺磁氧化铁颗粒已经被制成磁共振的成像剂应用于临床诊断。
2、信息产业中的纳米技术
纳米技术在信息产业中应用主要表现在3个方面：①网络通讯、宽频带的网络通讯、纳米结构器件、芯片技术以及高清晰度数字显示技术。②光电子器件、分子电子器件、巨磁电子器件，这方面我国还很落后，但是这些原器件转为商品进入市场也还要10年时间，所以，中国要超前15年到20年对这些方面进行研究。③网络通讯的关键纳米器件，如网络通讯中激光、过滤器、谐振器、微电容、微电极等方面。
3、环境产业中的纳米技术
纳米技术对空气中20纳米以及水中的200纳米污染物的降解是不可替代的技术。要净化环境，必须用纳米技术。近年来，不少公司致力于把光催化等纳米技术移植到水处理产业，用于提高水的质量，已初见成效；采用稀土氧化铈和贵金属纳米组合技术对汽车尾气处理器件的改造效果也很明显；治理淡水湖内藻类引起的污染，最近已在实验室初步研究成功。
4、能源环保中的纳米技术
合理利用传统能源和开发新能源是我国当前和今后的一项重要任务。在合理利用传统能源方面，现在主要是净化剂、助燃剂，它们能使煤充分燃烧，燃烧当中自循环，使硫减少排放，不再需要辅助装置。另外，利用纳米改进汽油、柴油的添加剂已经有了，实际上它是一种液态小分子可燃烧的团簇物质，有助燃、净化作用。
5、精细化工方面的应用
精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。
四、纳米材料行业前景展望
纳米材料自问世以来，受到人们的高度关注，目前已成为最为活跃的研究领域。纳米材料在电子行业、生物医药、环保等领域都有着广阔的开发潜力。纳米材料应用到各行各业的同时，纳米材料本身的制备方法和性质的研究也是目前国际上非常重视和争相探索的方向。
目前随着生物技术、先进制造技术等领域的迅猛发展，对纳米材料的要求也越来越高。元件的小型化、智能化、高集成和超快传输等对材料的尺寸要求越来越小；航空航天、新型军事装备及先进制造技术等对材料性能要求越来越高。新材料的创新，以及在此基础上诱发的新技术、新产品的创新是未来10年对社会发展、经济振兴、国力增强最有影响力的战略研究领域，纳米材料将是起重要作用的关键材料之一。
同发达国家相比，我国在纳米科技领域的研究比较滞后，目前我国已初步具备开展纳米科技的研究条件，国家重点研究机构及相关高科技技术企业正加快对纳米材料的研究步伐；在纳米科技领域，我国在“十二五”期间取得了重要的研究成果。随着新材料产业“十三五”发展规划的提出，我国将大力推进纳米材料、半导体材料等领域研发。
纳米材料和技术在节省能源和资源方面将发挥着至关重要的作用。结合国家战略需求，近些年来，纳米材料和纳米技术在能源、环境、资源和水处理产业呈现了良好的发展势头。随着纳米净化剂、纳米助燃剂等新型产品相继开发成功，在这些产品基础上，发展了一些新型纳米产业，前景看好。
相关报告：华经产业研究院发布的《2019-2025年中国纳米材料行业发展潜力分析及投资方向研究报告》
本文采编：CY237
