纳米科学技术已有10多年的研究历史，国际上已取得了一系列若干重要的进展；同时我国科学家在纳米科学技术研究，特别是纳米材料的研究中也做出了许多重要的贡献。为集中向读者介绍我国在纳米材料和纳米结构及相关领域的热点问题和研究进展，《中国科学G辑: 物理学 力学 天文学》编辑部邀请国内这一领域的专家完成了本专题文章的撰写，内容主要来自国家重点基础研究发展计划“纳米材料与纳米结构”、国家重大基础研究“纳米计划”中材料研究课题方面的成果， 希望对今后我国纳米材料的研究起到抛砖引玉的作用。 纳米材料研究本身具有很强的多学科交叉性，所以“纳米材料与纳米结构”专题涉及了物理学、化学、生物学及材料科学等多学科的内容，而不仅仅局限在纯粹的材料科学层面上。
概括地说, 本专题主要报道了如下几个方面的内容：
1. 纳米制备和性能-结构关系。纳米材料是近年来发展起来的新型先进材料，由于其结构独特、性能优异而备受世界各国的重视。对纳米材料的研究不仅深化了人们对固体材料本质结构性能的认识，而且推动了材料科学的不断发展。纳米金属、纳米氧化物、纳米半导体、纳米磁性材料、纳米光电材料及复合纳米材料等优异性能将大大拓宽凝聚态物理的研究和应用范围。
2. 在重要的挑战性问题方面，本专题集中介绍纳米材料的可控制备、纳米材料的微观结构特征及结构-性能关系、纳米材料的结构稳定性及化学稳定性的研究成果。在这些重要的研究基础上，纳米材料的实用化或实用纳米材料是我国纳米计划中，材料科学领域重点发展的方向。在研究纳米相复合、添加、析出等技术在传统材料中的应用，提高其综合性能方面，取得了显著的进展。本专题在光、电、磁、存贮及显示纳米功能材料、工程塑料、轻质合金(Al合金及Ti合金)等结构材料、具有优异综合性能的纳米相复合材料的研究进展上作了较大篇幅的介绍。
3. 自组装过程。本专题介绍了自组装过程中纳米“基本组元”间的相互作用力的性质和作用的研究成果、用自组装技术制备各种超分子、纳米结构、生物组织的模拟、多样化和性能定向化的自组装产物(纳米结构)的结构。在这些当前和今后国内外研究的热点外，纳米结构内的界面结构与缺陷、纳米结构的表面状态、纳米结构对外部环境的响应特性, 也是本专题关注的内容。
4. 纳米加工和纳米表征。在这一领域，本专题报道了“自上而下”技术制备特征尺寸达十几纳米或更小尺寸的图案或器件时的物理、化学问题研究、利用扫描隧道显微技术实现单个原子的操控的机理研究、利用扫描隧道显微技术研究单个原子、分子与基底的相互作用及在单个分子层面上认识物理或化学过程等问题的研究成果。 这些研究课题在较长时间内都将是非常重要的研究领域，有关成果将以其他形式作专题报道。纳米尺度范围对结构与性质的表征更加具有挑战性，国内外的研究集中在如何实现空间上具有小于1 nm的高分辨率、测量灵敏度上达到或接近单分子水平表征的新原理和方法上，我国的研究工作开展时间较短，本专题中没有进行专题讨论。
5. 构建纳米器件的纳米材料。就目前而言，纳米器件主要包括纳米电子器件、纳米光电器件和纳米传感器等。我国在纳米材料研究中，满足微电子器件、光电子器件及存储器件向更加小型化发展的材料需求、探索实现下一代器件的纳米材料方面已开展了大量的工作，但本专题只做了不多的报道。为实现未来的多功能、高集成和智能化的纳米器件，相关的材料探索和物理研究也将是长期的热点课题， 在这方面，《中国科学G辑》将另安排专辑介绍。（来源：EurekAlert!中文版）
