پودر‌ها ذرات ريزي هستند که از خُرد کردن قطعات جامد و بزرگ، يا ته‌نشين شدن ذرات جامدِ معلق در محلول‌ها به دست مي‌ايند. بنابراين، نانوپودرها را ميتوان مجموعه‌ي از ذرات دانست که اندازه‌ي آنها کمتر از 100 نانومتر است. (اگر يک متر را يک ميليارد قسمت کنيم، به يک نانومتر ميرسيم. طبق تعريف، ساختار نانومتري ساختاري است که اندازه‌ي آن کمتر از 100 نانومتر باشد.)
 

◄   چه پودري را ميتوان نانوپودر به شمار آورد؟
پودرها در سه حالت نانوپودر به شمار ميايند:
حالت اول: ساختار ذرات تشکيل‌دهنده‌ي پودر، در حد نانومتر باشد.
يعني اگر ساختار ذرات تشکيل‌دهنده‌ي يک پودر را به صورت يکي از اشکال منظم هندسي در نظر بگيريم، ميانگين اندازه‌ي اضلاع آن بين 1 تا 100 نانومتر باشد. مهمترين اشکال هندسي، کُره و مکعب‌اند. اگر ساختار ذرات تشکيل‌دهنده‌ي پودر را کُره فرض کنيم، بايد قطر کُره کمتر از 100 نانومتر باشد و چنانچه ساختار آنها مکعب فرض شود، ميانگين اضلاع مکعب بايد در محدوده‌ي 1 تا 100 نانومتر قرار گيرد. به عبارت حسابيتر، ميانگين اضلاع مکعب بايد در اين رابطه صدق کند:
 

1 نانومتر < (a+b+c)/3 < 100 نانومتر

 

براي مثال، بلورهاي نمک طعام ساختاري مکعب‌شکل دارند. (شکل شماره ‌1)
 اگر بيشترِ ذرات تشکيل‌دهندة پودر، ابعادي ميان 1 تا 100 نانومتر داشته باشند، آن پودر، نانوپودر محسوب ميشود.
 

 

شکل 1: ساختار بلور نمک طعام، مکعبي است.


حالت دوم: دانه‌هاي تشکيل‌دهندة پودر، ابعاد نانومتري داشته باشند.
در حالتي که اندازه‌ي ذرات تشکيل‌دهنده‌ي پودر از صد نانومتر بيشتر باشد، کافي است دانه‌هاي آن ابعاد نانومتري داشته باشند تا نانوپودر به شمار ايند. يک مثال براي فهم اين موضوع، اتم‌هايي هستند که به صورت منظم و درون سلول‌هايي که آنها را "دانه" ميناميم، کنار هم قرار گرفته‌اند. مواد بلوري جامد نيز از سلول‌هاي ريزي تشکيل شده‌اند که به آنها دانه مي‌گويند. درون هر دانه، اتم‌ها در يک جهت خاص و رديف‌هاي موازي چيده شده‌اند و تفاوت دو دانة مجاورِ هم، تفاوت در همين جهت‌گيري اتم‌هاست.

 

 

شکل 2: اين ذره، حاوي سه دانه است.


 

شکل 3: اتم‌ها با زاويه‌ي 45 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند.


 

شکل 4: اتم‌ها با زاويه‌ي 90 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند.


 

شکل 5: اتم‌ها با زاويه ي 120 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند.


در دانه‌ي 1 (شکل 3)، اتم‌ها در رديف‌هاي موازي و با زاويه‌ي 45 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند. در دانه‌ي 2 (شکل 4) اتم‌ها با زاويه‌ي 90 درجه و در دانه‌ي 3 (شکل 5) اتم‌ها با زاويه‌ي 120 درجه نسبت به افق چيده شده‌اند. وقتي اين سه دانه در کنار يکديگر قرار بگيرند، يک ذره تشکيل مي‌شود. (شکل 6) به فضاي خالي بين دانه‌ها مرز دانه مي‌گويند. مرز دانه محلي است که جهت چيده شدن اتم‌ها عوض مي‌شود.
همچنين دانه‌ها را ميتوان مانند آجرهاي يک ديوار فرض کرد. در اين صورت، مرز بين دانه‌ها ملات بين آجرهاست. اگر قطر اين دانه‌ها بين 1 تا 100 نانومتر باشد، ذرات حاصل تشکيل نانوپودر مي‌دهند. هر چه قطر دانه‌هاي يک ذره کمتر باشد (البته با حجم ثابت)، تعداد دانه‌هاي تشکيل‌دهنده‌ي آن بيشتر خواهد بود (واضح است که هر چه آجرهاي تشکيل‌دهنده‌ي يک ديوار 1 متر در 1 متر کوچکتر باشند، تعداد آجرها بيشتر خواهد بود) و هر چه تعداد دانه‌ها بيشتر شود، مانند گره‌هاي يک فرش، تار و پود آن محکمتر و درهم‌تنيده‌تر است و بنابرين استحکام محصول بيشتر خواهد بود.
 

 

شکل 6: سه دانه در مجاورت هم قرار گرفته‌اند تا يک ذره را تشکيل دهند.


اگر درصد قابل توجهي از دانه‌هاي تشکيل‌دهنده‌ي ذرات، نانومتري باشند، پودر، نانوپودر محسوب ميشود.
 

حالت سوم: ذرات نانوپودر و ذرات پودر معمولي ترکيب شوند.
در اين حالت، پودر را نانوپودر کامپوزيتي مينامند. کامپوزيت که از کلمه‌ي انگليسي composition گرفته شده، به معني ترکيب دو يا چند چيز است. ملموس‌ترين مثال براي کامپوزيت، کاه‌گل است. در کاه‌گل رشته‌هاي کاه در زمينه‌ي گِل پراکنده شده‌اند. در نانوپودرهاي کامپوزيتي نيز ذرات نانومتري در زمينه‌ي ذرات بزرگتر (غير نانومتري) پراکنده شده‌اند (شکل 7).


 

شکل 7: ذرات با قطر نانومتري در زمينه پراکنده شده‌اند.


علت ترکيب شدن آنها اختلاف خواص اين دو ماده است. در کامپوزيت معمولاً زمينه از يک ماده‌ي نرم و افزودني از ماده‌ي سخت انتخاب مي‌شود. در اين صورت، هنگامي‌ که به ماده نيرو وارد مي‌شود، زمينه نيرو را به رشته يا پودر اضافه‌شده منتقل مي‌کند تا بتواند در برابر نيروي واردشده‌ مقاومت بيشتري داشته باشد. (شکل شماره‌ي 8)


 

شکل 8 : در يک نانوکامپوزيت، ذرات نانويي در زمينه‌اي غيرنانويي پراکنده شده‌اند .