Уменьшение размера зерна металлических материалов всегда приводит к повышению прочности и снижению пластичности. Однако переход к зернам нанометрового размера может помочь избежать охрупчивания материала.
Специалисты Уфимского государственного авиационного технического университета с помощью интенсивной деформации и термомеханической обработки создали наноструктурированное состояние в чистом титане, его сплаве с никелем, нитиноле, обладающем эффектом памяти формы и в нержавеющей стали. В результате прочность всех материалов существенно выросла: титан стал прочнее в два раза при сохранении высокой пластичности, сталь — в полтора раза, а ее пластичность при низких температура возросла в 3-4 раза.

Компоненты наноразмерных катализаторов – микро-, мезопористые алюмосиликатные системы, включающие в свой состав наноразмерные частицы каталитически активных металлов. Катализаторы предназначены для процессов синтеза Фишера-Тропша, парового риформинга диметилового эфира, гидроизомеризации парафинов, асимметрические катализаторы гидрирования с задаваемыми техническими характеристиками без использования дорогостоящих материалов.

Энергию Солнца можно превращать в электроэнергию с помощью гибких батарей на основе органических полимеров, которые стоят гораздо дешевле, чем кремниевые. Оптимальные полимеры для создания таких батарей пока что не найдено и их эффективность в среднем не превышает 3%. Поэтому возникает задача синтеза новых полимеров, которые позволят повысить эту эффективность.

Физики предложили конструкцию цифровой квантовой батареи. По словам исследователей, новая схема позволит увеличить емкость аккумуляторов примерно в 10 раз, а также позволит создавать более компактные системы хранения информации.

Нанокристаллический кремний представляет собой материал, в котором кристаллы кремния размером в несколько десятков нанометров распределены по матрице из аморфного кремния. При таком уменьшении размеров кристаллов начинают работать квантовые законы и электрофизические свойства вещества резко меняются. Этим можно, в частности, воспользоваться для создания более эффективных солнечных батарей. В частности, очень перспективной считается конструкция, в которой слой нанокристаллического кремния заключен между тонкими слоями аморфного кремния: она обеспечивает не только высокую эффективность, но и значительную экономию кремния по сравнению с батареями на основе кремниевых пластинок. Другой способ повышения эффективности электронных кремниевых устройств — изменение изотопного состава кремния.

Визуализация при помощи когерентных рентгеновских лучей — один из наиболее информативных неразрушающих методов исследования структуры наноразмерных систем. Данный метод позволяет реконструировать электронную плотность внутри исследуемого объекта напрямую из экспериментальных данных без моделирования. Его использование стало возможным благодаря синхротронам третьего поколения и лазерам на свободных электронах.

Одно из главных направлений в наномедицине – нановакцины и адресная доставка лекарств, суть которой заключается в том, что специальная капсула доставляет молекулы лекарства прямо в пораженную ткань. Эта методика увеличивает эффективность препарата в десятки раз. Кроме того, многие лекарственные препараты очень дороги, а механизм нанодоставки позволяет снизить необходимые объемы вещества в сотни раз, делая итоговое лекарство дешевле.