Modern fiziğin
dört temel alanı
Nanoskalada pek çok şey kuantum mekaniğine göre
davranır. Kimya ve biyokimya nanoskala yapılarla yakından ilişkili bilim
dallarıdır. Fizikteki klasik hareket kanunları nanoskalada daima geçerli
olmayıp, kuantum mekanik daha uygundur.
Nanomalzemeler boyut olarak tek atom ve moleküllere
yakındır; bu nedenle davranışlarını açılkamak için kuantum mekaniği
uygulanmalıdır. Kuantum mekaniği, atom ve elektronların hareket ve enerjisini
tanımlamak için geliştirilmiş bilimsel bir modeldir. Aşağıda, nanoskalada etkin
olan dikkat çekici kuantum etkileri ve diğer bazı fiziksel özellikler kısaca
açıklanmıştır.
Nanomalzemelerin kütleleri fevkalade küçük olduğundan gravitasyonal
kuvvetler ihmal edilebilir, atomlar ve moleküllerin davranışlarının
saptanmasında elektromagnetik kuvvetler baskındır.