納米復合材料具有不同于宏觀復合材料的許多優異性能，納米復合技術為新材料的研究和制備提供了新方向和新途徑，因此備受世界各國重視。高分子納米復合材料是由各種納米單元與高分子材料以各種方式復合成型的一種新型復合材料，所采用的納米單元按成分分可以是金屬，也可以是陶瓷、高分子等，由零維、一維、二維或三維及中間維數相構成。
由于高分子納米復合材料既有納米粒子自身的特性，又兼有高分子材料本身的優點，因此它在催化、力學、物理功能（光、電、磁、敏感）等方面應用前景廣闊。
納米粒子具有高催化性和選擇催化性，如果用高聚物作為載體，則可以通過高聚物的穩定作用使之具有長效穩定性。常用的納米粒子催化劑主要是金屬粒子，有貴金屬（Pt、Rh、Ag、Pd等）、非貴金屬（Ni、Fe、Co等）。另外一些金屬氧化物，如TiO2等具有光催化性能，這些粒子可以負載在多孔樹脂上或沉積在聚合物膜上，從而得到納米粒子／聚合物復合材料催化劑，如Ni／PEO用作烯烴催化氫化等。
納米粒子加入聚合物基體后，能夠改善材料的力學性能。如納米α－Al2O3／環氧樹脂體系，用量1％～5％（質量分數）時，玻璃化轉變溫度提高，模量達極大值，用量超過10％（質量分數）后，模量下降。又如插層原位聚合制備的聚合物基納米級復合材料（聚酰胺／粘土納米復合材料等）具有高強度、高模量、高熱變形溫度等優點，目前已有產品出現，用作自行車、汽車零部件等。
磁性納米粒子由于尺寸小，具有單磁疇結構，矯頑力很高，用它制作磁記錄材料可以提高記錄密度，提高信噪比；一般要求與聚合物復合的納米粒子，采用單磁疇針狀微粒，且不能小于超順磁性臨界尺寸（10nm）。
利用納米粒子的電學性質，可以制成導電涂料、導電膠等，例如用納米銀代替微米銀制成導電膠，可以節省銀的用量；還可以用納米微粒制成絕緣糊、介電糊等。另外可用于靜電屏蔽材料；在化纖制品中加入金屬納米粒子可以解決其靜電問題，提高安全性。
高分子納米復合材料最有前途的應用領域之一是用作敏感材料。由于納米粒子具有表面積大，表面活性高，對周圍環境敏感，溫度、氣氛、光、濕度等的變化會引起粒子電學、光學等行為的變化，另外納米粒子在基體中的聚集結構也會發生變化，引起粒子協同性能的變化，因此可望利用納米粒子制成敏感度高的小型化、低能耗、多功能傳感器。例如氣體傳感器、紅外線傳感器、壓電傳感器、溫度傳感器和光傳感器等。
高分子納米復合材料用于仿生材料目前也有大量研究，實際上自然界生物的某些器官就是天然的高分子納米復合材料。采用無機納米粒子與高沸點多官能低聚物（UDMA、Bis－GMA、Bis－PMEPP等）混和成型，所得材料的硬度高、耐磨性好、吸水性低、透明性高，可用于制備人工齒。美國阿利桑那大學材料實驗室和普林斯頓大學選用聚二甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯共混物作為基體，來制備人造骨頭。另外，高分子納米復合材料還可用于醫用材料，如醫用紗布中加入納米銀粒子可以消毒殺菌；還可用于環保材料，例如負載納米粒子的多孔樹脂可用于廢氣、廢水等的處理；還可用作耐摩擦、耐磨損材料和高
介電材料。
當前納米材料的研究、開發和應用已引起了學術界、工業界乃至各國政府廣泛的關注。高分子納米復合材料的許多優異的性能，向人們展示出了其誘人的應用前景。
由于高分子納米復合材料既有納米粒子自身的特性，又兼有高分子材料本身的優點，因此它在催化、力學、物理功能（光、電、磁、敏感）等方面應用前景廣闊。
納米粒子具有高催化性和選擇催化性，如果用高聚物作為載體，則可以通過高聚物的穩定作用使之具有長效穩定性。常用的納米粒子催化劑主要是金屬粒子，有貴金屬（Pt、Rh、Ag、Pd等）、非貴金屬（Ni、Fe、Co等）。另外一些金屬氧化物，如TiO2等具有光催化性能，這些粒子可以負載在多孔樹脂上或沉積在聚合物膜上，從而得到納米粒子／聚合物復合材料催化劑，如Ni／PEO用作烯烴催化氫化等。
納米粒子加入聚合物基體后，能夠改善材料的力學性能。如納米α－Al2O3／環氧樹脂體系，用量1％～5％（質量分數）時，玻璃化轉變溫度提高，模量達極大值，用量超過10％（質量分數）后，模量下降。又如插層原位聚合制備的聚合物基納米級復合材料（聚酰胺／粘土納米復合材料等）具有高強度、高模量、高熱變形溫度等優點，目前已有產品出現，用作自行車、汽車零部件等。
磁性納米粒子由于尺寸小，具有單磁疇結構，矯頑力很高，用它制作磁記錄材料可以提高記錄密度，提高信噪比；一般要求與聚合物復合的納米粒子，采用單磁疇針狀微粒，且不能小于超順磁性臨界尺寸（10nm）。
利用納米粒子的電學性質，可以制成導電涂料、導電膠等，例如用納米銀代替微米銀制成導電膠，可以節省銀的用量；還可以用納米微粒制成絕緣糊、介電糊等。另外可用于靜電屏蔽材料；在化纖制品中加入金屬納米粒子可以解決其靜電問題，提高安全性。
高分子納米復合材料最有前途的應用領域之一是用作敏感材料。由于納米粒子具有表面積大，表面活性高，對周圍環境敏感，溫度、氣氛、光、濕度等的變化會引起粒子電學、光學等行為的變化，另外納米粒子在基體中的聚集結構也會發生變化，引起粒子協同性能的變化，因此可望利用納米粒子制成敏感度高的小型化、低能耗、多功能傳感器。例如氣體傳感器、紅外線傳感器、壓電傳感器、溫度傳感器和光傳感器等。
高分子納米復合材料用于仿生材料目前也有大量研究，實際上自然界生物的某些器官就是天然的高分子納米復合材料。采用無機納米粒子與高沸點多官能低聚物（UDMA、Bis－GMA、Bis－PMEPP等）混和成型，所得材料的硬度高、耐磨性好、吸水性低、透明性高，可用于制備人工齒。美國阿利桑那大學材料實驗室和普林斯頓大學選用聚二甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯共混物作為基體，來制備人造骨頭。另外，高分子納米復合材料還可用于醫用材料，如醫用紗布中加入納米銀粒子可以消毒殺菌；還可用于環保材料，例如負載納米粒子的多孔樹脂可用于廢氣、廢水等的處理；還可用作耐摩擦、耐磨損材料和高
介電材料。
當前納米材料的研究、開發和應用已引起了學術界、工業界乃至各國政府廣泛的關注。高分子納米復合材料的許多優異的性能，向人們展示出了其誘人的應用前景。
