在生物学中，每一个生物大分子就是一个微型处理器，又因为分子是保持物质化学性质的最小微粒；因此生物大分子是非常好的信息处理材料，在运动过程中生物分子常常以可预测方式而进行状态变化；由此可见，生物分子的工作原理类似于计算机的逻辑开关，利用该特性并结合纳米技术，可以设计量子计算机。美国南加州大学的Adelman博士等根据DNA分子计算技术的生物实验方法，成功地解决了目前计算机无法解决的问题“哈密顿路径问题”，使人们对生物材料的信息处理功能和生物分子的计算技术有了更深入的认识。
虽然为了实现分子计算机的制造成功，科学家们一直在进行着研究；但是分子计算机到目前为止还处于理想的状态。在科学家不断的研究当中发现了几种生物分子制造计算机的组件非常的有效，其中细菌视紫红质是最具有潜力的一种。细菌视紫红质生物材料具有奇特的热、光、化学物理特性和很好的稳定性，光学循环特性能用于储存信息，可以代替当今的计算机储存和处理信息。
细菌视紫红质经历几种不同的中间体过程进而完成一个完整的光循环过程，在循环过程中伴随物质结构变化。Birge等相关人员研究了细菌视紫红质分子潜在的并行处理机制和用作三维存储器的潜能。通过调谐激光束，将信息并行地写入细菌视紫红质立方体，并从立方体中读取信息，值得科学家欣慰的是细菌视紫红质的三维存储器可提供比二维光学存储器更广阔的存储空间。
上面已经提到：分子计算机还处于理想阶段；是因为到现在为止还没有出现商品化的分子计算机组件。在不断的研究中科学家们发现要想提高集成度和制造微型计算机关键需要寻找具有开关功能的微型器件。美国锡拉丘兹大学成功地利用细菌视紫红质蛋白质制作出了光导门，并且利用发光门制成蛋白质存储器。此外，他们还利用细菌视紫红质蛋白质研制模拟人脑联想能力的中心网络和联想式存储装置。
从上面的叙述中，我们看到如果纳米计算机被研究制造出来，它将突破计算机储存能力的，使单位体积物质的储存和信息处理的能力提高了上百万倍，从而实现电子学上的又一次革命，还是信息时代的一次质的飞跃。
正如我国著名的科学家——钱学森院士所预言的那样：“纳米左右和纳米以下的结构将是下一阶段科技发展的特点，会是一次技术革命，从而将是21世纪的又一次产业革命。”纳米技术以其先进的特点和优异的特性，已经成为各国科技界共同关注的焦点。
四、在化工领域的应用
纳米技术在化工领域的应用主要是作为催化剂，主要有以下几个方面的要求。第一，纳米粒子的粒径小、比表面积大、光催化效率高以及纳米粒子生成的电子、空穴在到达表面之前，大部分不会重新结合。因此，电子、空穴能够到达表面的数量多，使得反应物的化学反应活性提高。第二，纳米粒子分散在介质中绝大多数具有透明性，非常容易运用光学手段和方法来观察界面间的电荷转移、质子转移、半导体能级结构与表面态密度的影响。在社会实践当中，用纳米二氧化钛-三氧化二铁作光催化剂，对废水进行处理（含SO2-3或Cr2O2-7体系），已经初步取得了非常好的效果。
另外就是在生产实践当中，利用沉淀溶出法制备出了粒径约30～60nm的白色球状钛酸锌粉体，这种粉体微粒的粒径小、比表面积大，所以化学活性非常的高，用它作吸附脱硫剂，较固相烧结法制备的钛酸锌粉体效果大大的提高。
纳米技术在社会生活中的另一个重要的应用就是作纳米静电屏蔽材料。在一般情况下，以往的静电屏蔽材料都是由树脂掺加碳黑喷涂而成，由于性能不是很理想。所以许多的科学家一直在潜心的研究以改善静电屏蔽材料的性能。
另外，纳米技术还应用在涂料的制作方面，例如，利用具有半导体特性的纳米氧化物粒子如Fe2O3、TiO2、ZnO等做成涂料，由于这些涂料具有较高的导电特性，可以屏蔽静电。另外，氧化物纳米微粒有各种各样的颜色，因而可以通过复合程序来控制静电屏蔽涂料的颜色；这样的纳米静电屏蔽涂料不但静电屏蔽特性优良，而且还能克服了碳黑静电屏蔽涂料颜色的单一性。
另外，在精细化工领域，将一定比例的纳米TiO2粉体加入到化妆品中，可以有效的防止紫外线对人类皮肤的侵袭。有关的研究表明，在化妆品体系中，只需加入纳米二氧化钛0.5%～1%，就可以充分的屏蔽紫外线。
稀少的紫外线能起到杀菌消毒的作用，但是紫外线也能使肉类食品自动氧化、变色，破坏食品中的维生素、芳香化合物；这一些列的反应使得食品的营养价值降低。但是在包装食品的材料中添加一些纳米材料则会大大的改观，例如，用添加0.1%～0.5%的纳米二氧化钛制成的透明塑料包装材料包装食品，不仅可以防止紫外线，还能使食品保持新鲜。
在人类的生产实践当中发现静电是一个非常讨厌的家伙，也给工业生产带来了许多的不变；于是科学家们又想到了纳米技术，例如，把金属纳米粒子掺加到化纤制品或纸张中，可大大的降低静电作用。利用纳米微粒构成的海绵体状的轻烧结体，可用于气体同位素、混合稀有气体及有机化合物等的分离和浓缩，也可用于电池电极、化学成分探测器及作为高效率的热交换隔板材料等。纳米微粒还可用作导电涂料、用作印刷油墨、制作固体润滑剂等。
纳米技术的应用也不仅仅是上面所提到的，比如说利用化学共沉淀法，利用ZnCO3包覆Ti（OH）4粒子，在一定温度下进行预焙解，然后溶去绝大部分包覆的ZnO粉体。利用体系中少量的ZnTiO3（ZnTiO3与TiO2（R）的晶体结构类似）促进了TiO2从锐钛型向金红石型的转化，结果制得粒径约20～60nm的金红石型二氧化钛粉体。一般要用UV-2100S紫外分光光度计进行了光学性能测试，结果发现此粉体对240～400nm的紫外线有较强的吸收，吸收率高达92%以上，其吸收性能远远高于普通TiO2粉体好多倍。
纳米粉体特有的量子尺寸效应和体积效应，使得纳米粒子的光谱出现“蓝移”或“红移”的特征现象。在制备超细铝酸盐基长余辉发光材料时，我们发现，利用软化学法合成出的超细发光粉体的发射光谱的主峰位置，较固相机械混合烧结法制备的发光粉体蓝移了12nm。余辉衰减曲线表明，该法合成出的发光粉体，其余辉衰减速度相对固相法合成出的发光粉体要快得多，这些都是由于粉体粒子大幅度减小所致。
经过长时间的研究，科研人员发现利用纳米碳管的独特孔状结构、比表面（每克纳米碳管的表面积高达几百平方米）以及较高的机械强度做成纳米反应器，这样的反应器能使化学反应在一个很小的被局限的范围内进行。在纳米反应器中，反应物在分子水平上有一定的取向和有序排列，但同时限制了反应物分子和反应中间体的运动。这种取向、排列和限制作用将影响和决定反应的方向和速度。
科学家们利用纳米尺度的分子筛作反应器，在烯烃的光敏氧化作用中，将底物分子置于反应器的孔腔中，敏化剂在溶液中，这样就只生成单重态的氧化产物。用金属醇化合物和羧酸反应，可合成具有一定孔径的大环化合物。利用嵌段和接技共聚物会形成微相分离，可形成不同的“纳米结构”作为纳米反应器。
五、在医学领域的应用
