纳米复合材料具有不同于宏观复合材料的许多优异性能，纳米复合技术为新材料的研究和制备提供了新方向和新途径，因此备受世界各国重视。高分子纳米复合材料是由各种纳米单元与高分子材料以各种方式复合成型的一种新型复合材料，所采用的纳米单元按成分分可以是金属，也可以是陶瓷、高分子等，由零维、一维、二维或三维及中间维数相构成。
由于高分子纳米复合材料既有纳米粒子自身的特性，又兼有高分子材料本身的优点，因此它在催化、力学、物理功能（光、电、磁、敏感）等方面应用前景广阔。
纳米粒子具有高催化性和选择催化性，如果用高聚物作为载体，则可以通过高聚物的稳定作用使之具有长效稳定性。常用的纳米粒子催化剂主要是金属粒子，有贵金属（Pt、Rh、Ag、Pd等）、非贵金属（Ni、Fe、Co等）。另外一些金属氧化物，如TiO2等具有光催化性能，这些粒子可以负载在多孔树脂上或沉积在聚合物膜上，从而得到纳米粒子／聚合物复合材料催化剂，如Ni／PEO用作烯烃催化氢化等。
纳米粒子加入聚合物基体后，能够改善材料的力学性能。如纳米α－Al2O3／环氧树脂体系，用量1％～5％（质量分数）时，玻璃化转变温度提高，模量达极大值，用量超过10％（质量分数）后，模量下降。又如插层原位聚合制备的聚合物基纳米级复合材料（聚酰胺／粘土纳米复合材料等）具有高强度、高模量、高热变形温度等优点，目前已有产品出现，用作自行车、汽车零部件等。
磁性纳米粒子由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高，用它制作磁记录材料可以提高记录密度，提高信噪比；一般要求与聚合物复合的纳米粒子，采用单磁畴针状微粒，且不能小于超顺磁性临界尺寸（10nm）。
利用纳米粒子的电学性质，可以制成导电涂料、导电胶等，例如用纳米银代替微米银制成导电胶，可以节省银的用量；还可以用纳米微粒制成绝缘糊、介电糊等。另外可用于静电屏蔽材料；在化纤制品中加入金属纳米粒子可以解决其静电问题，提高安全性。
高分子纳米复合材料最有前途的应用领域之一是用作敏感材料。由于纳米粒子具有表面积大，表面活性高，对周围环境敏感，温度、气氛、光、湿度等的变化会引起粒子电学、光学等行为的变化，另外纳米粒子在基体中的聚集结构也会发生变化，引起粒子协同性能的变化，因此可望利用纳米粒子制成敏感度高的小型化、低能耗、多功能传感器。例如气体传感器、红外线传感器、压电传感器、温度传感器和光传感器等。
高分子纳米复合材料用于仿生材料目前也有大量研究，实际上自然界生物的某些器官就是天然的高分子纳米复合材料。采用无机纳米粒子与高沸点多官能低聚物（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，可用于制备人工齿。美国阿利桑那大学材料实验室和普林斯顿大学选用聚二甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯共混物作为基体，来制备人造骨头。另外，高分子纳米复合材料还可用于医用材料，如医用纱布中加入纳米银粒子可以消毒杀菌；还可用于环保材料，例如负载纳米粒子的多孔树脂可用于废气、废水等的处理；还可用作耐摩擦、耐磨损材料和高
介电材料。
当前纳米材料的研究、开发和应用已引起了学术界、工业界乃至各国政府广泛的关注。高分子纳米复合材料的许多优异的性能，向人们展示出了其诱人的应用前景。
由于高分子纳米复合材料既有纳米粒子自身的特性，又兼有高分子材料本身的优点，因此它在催化、力学、物理功能（光、电、磁、敏感）等方面应用前景广阔。
纳米粒子具有高催化性和选择催化性，如果用高聚物作为载体，则可以通过高聚物的稳定作用使之具有长效稳定性。常用的纳米粒子催化剂主要是金属粒子，有贵金属（Pt、Rh、Ag、Pd等）、非贵金属（Ni、Fe、Co等）。另外一些金属氧化物，如TiO2等具有光催化性能，这些粒子可以负载在多孔树脂上或沉积在聚合物膜上，从而得到纳米粒子／聚合物复合材料催化剂，如Ni／PEO用作烯烃催化氢化等。
纳米粒子加入聚合物基体后，能够改善材料的力学性能。如纳米α－Al2O3／环氧树脂体系，用量1％～5％（质量分数）时，玻璃化转变温度提高，模量达极大值，用量超过10％（质量分数）后，模量下降。又如插层原位聚合制备的聚合物基纳米级复合材料（聚酰胺／粘土纳米复合材料等）具有高强度、高模量、高热变形温度等优点，目前已有产品出现，用作自行车、汽车零部件等。
磁性纳米粒子由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高，用它制作磁记录材料可以提高记录密度，提高信噪比；一般要求与聚合物复合的纳米粒子，采用单磁畴针状微粒，且不能小于超顺磁性临界尺寸（10nm）。
利用纳米粒子的电学性质，可以制成导电涂料、导电胶等，例如用纳米银代替微米银制成导电胶，可以节省银的用量；还可以用纳米微粒制成绝缘糊、介电糊等。另外可用于静电屏蔽材料；在化纤制品中加入金属纳米粒子可以解决其静电问题，提高安全性。
高分子纳米复合材料最有前途的应用领域之一是用作敏感材料。由于纳米粒子具有表面积大，表面活性高，对周围环境敏感，温度、气氛、光、湿度等的变化会引起粒子电学、光学等行为的变化，另外纳米粒子在基体中的聚集结构也会发生变化，引起粒子协同性能的变化，因此可望利用纳米粒子制成敏感度高的小型化、低能耗、多功能传感器。例如气体传感器、红外线传感器、压电传感器、温度传感器和光传感器等。
高分子纳米复合材料用于仿生材料目前也有大量研究，实际上自然界生物的某些器官就是天然的高分子纳米复合材料。采用无机纳米粒子与高沸点多官能低聚物（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，可用于制备人工齿。美国阿利桑那大学材料实验室和普林斯顿大学选用聚二甲基丙烯酸甲酯和聚偏氟乙烯共混物作为基体，来制备人造骨头。另外，高分子纳米复合材料还可用于医用材料，如医用纱布中加入纳米银粒子可以消毒杀菌；还可用于环保材料，例如负载纳米粒子的多孔树脂可用于废气、废水等的处理；还可用作耐摩擦、耐磨损材料和高
介电材料。
当前纳米材料的研究、开发和应用已引起了学术界、工业界乃至各国政府广泛的关注。高分子纳米复合材料的许多优异的性能，向人们展示出了其诱人的应用前景。
