在上一节中我们探讨了纳米材料从形态上来区分的以及几个方面各自不同的用途。我们知道，不同形态的纳米材料有不同的特性，那么，对于具有不同用途的纳米材料又有哪些区分呢？在本节中我们将会探讨纳米材料的应用区分。一般来说，从用途上来划分纳米材料的话，可以把它们划分为高分子纳米生物材料、纳米陶瓷材料以及纳米复合材料等3个方面。
1.高分子纳米生物材料
生物材料一般是指利用生物所特有的功能，定向地组建成具有特定性状的生物新品种的综合性的科学技术。那么，什么是高分子纳米生物材料呢？高分子纳米生物材料是指把生物材料在纳米技术的改进下所形成的一种新型材料。从亚微观结构上来看，高分子纳米生物材料包括的有高分子纳米微粒、纳米微囊、纳米胶束、纳米纤维、纳米孔结构生物材料等。由此我们也可以看出，高分子生物材料是由纳米微粒构成的一种材料。下面，我们就先了解一下高分子纳米微粒吧！
高分子纳米微粒又被称为高分子纳米微球，它的粒径尺度一般在1～1000纳米之间。这种微粒可以通过微乳液聚合的方法以及其他的一些方法得到，它具有很大的比表面积，在被聚合的过程中会出现一些普通材料所不具有的新性质和新功能。因此，它能被广泛应用到免疫分析、药物控制释放载体以及人性诊疗等方面，这些在医学中都具有很重要的位置。免疫分析目前已被作为一种常规的分析方法用在蛋白质、抗原、抗体乃至整个细胞的定量分析中。此外，高分子纳米微粒，尤其是某些具有亲水性表面的粒子，对非特异性蛋白的吸附量很小，因此已被广泛地作为新型的标记物载体来使用。
在药物控制释放方面，高分子纳米微粒主要发挥的作用是对药物进行保护并控制药物的释放速度。因为，我们平时口服的药物，只能在特定的部位会发挥药效，且容易被消化液中的某些生物大分子所分解。所以，如果能有一种高分子材料对药物进行保护并控制药物的释放速度，就能使药物达到有的放矢的结果。高分子生物微粒的出现正好满足了这一需求。作为药物载体的高分子材料主要有聚乳酸、乳酸一乙醇酸共聚物、聚丙烯酸酯类等。纳米高分子材料制成的药物载体与各类药物，无论是亲水性的、疏水性的药或者是生物大分子制剂，均能够负载或包覆多种药物，同时可以有效地控制药物的释放速度。近年来一些科学家提出的开展“纳米导弹”的研究，就是一种让药物瞄准病变部位的磁纳米微粒，主要应用于治疗一些癌症。纳米生物材料正在被人们所利用，它也将给人类生活带来很大的方便。
那么，你知道为什么其他的微粒没有“定向导向”功能，而只有生物纳米微粒才有呢？生物导向是利用抗体、细胞膜表面受体或特定的基因片段中的专一性作用，将配位子结合在载体上，与目标细胞表面的抗原性识别器发生特异性结合，使药物能够准确送到肿瘤细胞中。而高分子生物纳米微粒身上所具有的特性恰好能够满足这些要求。然而，即使它能作为药物的载体，在真正的使用前还是需要对更可靠的纳米载体，更准确的靶向物质，更有效的治疗药物，更灵敏，操作性更方便的传感器以及体内载体作用机制等方面进行动态测试与分析。但是，目前这些问题还未能解决，有待于更进一步的研究。
生物体内都含DNA，那么，在我们介绍生物纳米材料时就不得不提DNA在纳米上的发展和应用。接下来我们就以DNA技术为例，来了解一下它在医学上的应用！什么是DNA纳米技术呢？它是指以DNA的理化特性为原理设计的纳米技术，主要应用于分子的组装。它的设计原理是根据DNA复制过程中所体现的碱基的单纯性、互补法则的恒定性和专一性、遗传信息的多样性以及构象上的特殊性和拓扑靶向性等。随着科学技术的不断发展，目前已经实现利用生物大分子成就纳米颗粒的自行组装技术。将一段单链的DNA片断连接在直径为13纳米的颗粒A表面，再把序列互补的另一种单链DNA片断连接在纳米颗粒B表面。将A和B混合，在DNA杂交条件下，A和B就会实现自动连接。另外，利用DNA双链的互补特性，还可以实现纳米颗粒的自组装。利用生物大分子进行自组装的优点，就是可以提供高度特异性结合。如果把这种技术应用到医学领域，就能实现基因治疗。例如，利用质粒DNA插入目的细胞后，可修复遗传错误或可产生治疗因子。那些患有先天性疾病的人也将有希望治愈。
可以利用高分子纳米粒子来诊断和治疗某些疑难病，高分子纳米粒子是一种比红血球还要（6～9微米）小得多的微粒，因此它能在血液中自由运动，也就是说可以把它注入各种对机体无害的人体各个部位，检查病变并进行治疗。据动物实验结果表明，将载有地塞米松的乳酸一乙醇酸共聚物的纳米粒子，通过动脉给药的方法送到血管内，可以有效治疗动脉方面的疾病，而载有抗增生药物的乳酸——乙醇酸共聚物纳米粒子经过冠状动脉送入人体后，可以有效防止冠状动脉方面的疾病；此外，载有抗生素或抗癌制剂的纳米高分子可以用动脉把药输送到人体内，它可以用于某些特定器官的临床治疗。载有药物的纳米球还可以制成乳液进行肠外或肠内的注射，也可以制成疫苗进行皮下或肌肉注射等。
总之，高分子纳米生物材料在医学上的贡献巨大。我们希望，随着纳米技术的不断发展，高分子纳米材料能被更为广泛地应用。
2.纳米陶瓷材料
陶瓷是我们最熟悉的物质，我国古代就有很精致的陶瓷出现。社会发展进入新世纪时，人们不再只局限于传统的陶瓷工艺了。他们研制出了更先进的陶瓷——纳米陶瓷！它克服了传统陶瓷的脆性（裂纹）大、均匀性差、可靠性低、韧性强度差等弱点，而摇身变成一种具有新特点的新型材料。
纳米陶瓷是在20世纪80年代中期发展起来的，是由纳米级水平显微结构组成的新型陶瓷材料。组成它的晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸以及缺陷尺寸等都是只限于100纳米量级的水平。我们知道，纳米结构具有小尺寸效应、表面与界面效应，这些使纳米陶瓷呈现出与传统陶瓷显著不同的独特性能。纳米陶瓷已成为当前材料科学、凝聚态物理研究的前沿热点领域，是纳米科学技术的重要组成部分。
那么，纳米陶瓷都具有哪些特性呢？纳米陶瓷的特性主要体现在力学性能方面，例如它的硬度、断裂韧度和低温延展性等。纳米颗粒以及超细微粉分布在材料的内部晶粒内，这样就增强了晶体表面的强度，提高了材料的力学性能，使原本容易破碎的陶瓷变成富有韧性的特殊材料。
纳米陶瓷的另一个性能就是它的生物学性能，能体现它的生物性能的又被称为生物陶瓷。它是医学上的一种生物医用材料，无毒副作用，能够与生物组织发生良好的相容性，并且还具有很好的耐腐蚀性。因此其被用来制造人工骨、骨钉、人工齿、牙种植体、骨髓内钉等。刚开始发展起来的时候，它能短期性地代替人体的某些部位，但是，目前的生物陶瓷材料已从短期的替代与填充发展到永久性的牢固种植了。现在人的假肢和真的非常接近，有的还能有感觉！
从以上这些的介绍中我们了解到，纳米陶瓷有很多的优越性。但是如果没有纳米材料的问世，纳米陶瓷的想法也只是纸上谈兵。纳米材料使纳米陶瓷材料的生物学性能和力学性能大大提高成为可能。纳米陶瓷材料克服了常规陶瓷的缺陷，内在气孔或尺寸缺陷大大减小，材料不易造成穿晶断裂，固体材料的韧性也得到提高。另外，晶粒的细化又使晶界数量大大增加，有助于晶界间的滑移，使纳米陶瓷材料表现出独特的超塑性。纳米陶瓷是解决陶瓷脆性最有效的战略途径。同时，纳米材料所具有的独特性，可以增加纳米陶瓷材料的生物活性和成骨诱导能力，实现植入材料在体内早期固定的目的。
3.纳米复合材料
“复合材料”的原意是以一种材料为基体，另一种材料为增强基体组合而形成的材料，并且各种材料之间在性能上还可以互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。其实，纳米复合材料的原理和普通复合材料是一样的，不同的是它们的针对对象不一样。
纳米复合材料的性能要比普通的复合材料更为优良，特别是它的性能中的可设计性，在航空航天、国防、交通、体育等领域，纳米复合材料则是其中最具吸引力的部分。纳米复合材料近年来发展的速度很快，世界发达国家新材料发展的战略都把纳米复合材料的发展放到了重要的位置。它的研究方向主要包括纳米聚合物基复合材料、纳米碳管功能复合材料、纳米钨铜复合材料。
纳米聚合物基复合材料主要是采用同向双螺杆挤出方法来分散纳米粉体的，如果分散水平达到纳米级，就能够形成性能符合设计要求的纳米复合材料。目前国内最先进的纳米聚合物基复合材料，是纳米蒙脱土复合材料，它的层间距为1.96纳米。纳米聚合物基复合材料耐温性能、阻隔性能、抗吸水性能都是非常突出的，并且这种材料已经实现了产业化。目前正在开发的纳米二氧化钛聚丙烯复合材料具有优良的抗菌效果，纳米二氧化钛粉体在聚丙烯中分散达到60纳米以下。由于纳米聚合物复合材料的成型工艺不同于普通的聚合物，因此它有着此普通复合材料更为优越的性能。
纳米碳管功能复合材料是20世纪90年代初发现的一种新型的碳团簇类纤维材料，它具有很多特别突出的性能。目前在纳米碳管复合材料上所取得的研究成果主要有大规模生产多壁纳米碳管复合材料的技术，生产出的纳米碳管复合材料的质量处于世界先进水平，并且生产成本也比较低，为纳米碳管复合材料的工业应用创造了良好的条件。目前人们已开发了制造纳米碳管复合材料的电极材料的双电层大容量电容器的技术，制造具有软基底定向纳米碳管膜的技术也得到开发。
最后，钨铜复合材料是一种具有良好的导电导热性、低的热膨胀系数的复合材料。它被广泛用于电接触材料、电子封装和热沉材料。它由纳米粉末制备，具有非常优越的物理力学性能。目前采用的是国际前沿的金属复合盐溶液雾化干燥还原技术，来制备纳米钨铜复合粉体和纳米氮化钨——铜复合粉体的，且这种技术的应用很有效。
