Le préfixe "nano" signifie "très petit" en grec. Il exprime le milliardième de l'unité considérée. Le nanomètre (nm) représente donc un milliardième de mètre. Nous sommes à ces dimensions proche des dimensions atomiques et plus précisément les molécules (groupements d'atomes).
Les nanotechnologies regroupent les techniques permettant d'organiser la matière à ces échelles moléculaires. Les fullerènes et les nanotubes sont les créations les plus représentatives de ce savoir faire récent (1985 pour le C60  et 1991 pour le premier nanotube)

La théorie cinétique développée par Maxwell et Boltzmann considère la grandeur macroscopique de la pression comme le mouvement rapide d'un grand nombre de particules supposées ponctuelles n'interagissant que pendant des chocs élastiques. C'est le modèle du gaz parfait.

Cliquer puis faire glisser horizontalement le piston pour modifier le volume.

Illustration symbolique de la loi des gaz parfaits PV=nRT. Noter bien que dans ce modèle, les molécules sont ponctuelles, qu'elles n'interagissent que pendant les chocs et que ces chocs sont supposés élastiques.

Animation présentant de façon symbolique les molécules (H20), atomes, électrons, noyaux, protons, neutrons. On introduira l'agitation thermique, la neutralité électrique, la charge, la classification de Mendeleiev.

Les échelles ne sont pas respectées ! Les orbites circulaires des électrons sont un modèle simplifié couramment utilisé mais faux.

On illustre par ce tableau glissant la grande disparité des valeurs de résistivité entre conducteurs et isolants. On indique pour information les supraconducteurs qui ne constituent pas une nouvelle catégorie de matières mais un phénomène physique observable sous certaines conditions.

Cette illustration permet d'aborder de nombreuses notions relatives à la décroissance radioactive: datation, processus aléatoire, durée de vie ...

Les régions ombrées indiquent les zones qui ont le plus de chance d'être occupées par des électrons. Ces lois de probabilités varient en fonction des atomes considérés et de leur configuration. Le rayon moyen de ces orbitales définit la taille d'un atome. Il est de l'ordre de l'Angstrom sachant que la dimension du noyau est 10000 fois plus petite. Seule la théorie quantique permet d'expliquer ce modèle atomique validé vers 1911 par les expériences de Rutherford.

Reseau hexagonal compact.

Réseau cubique centré.

Réseau cubique.