一般而言，随着微粒尺寸的减小，微粒中表面原子与原子总数之比将会增加，表面积也将会增大，从而引起材料性能的变化，这就是纳米粒子的表面效应。表1列出了纳米微粒尺寸与表面原子数的关系。

　　　　　　　　　　表1　纳米微粒尺寸与表面原子数的关系

　　纳米微粒尺寸d（nm）   包含总原子         表面原子所占比例（%）

　　10                     3×104               20

　　4                      4×103               40

　　2                      2.5×102             80

　　1                      30                   99

　　从表1中可以看出，随着纳米粒子粒径的减小，表面原子所占比例急剧增加。当粒径为1nm时，纳米材料几乎全部由单层表面原子组成。由于表面原子数增多，原子配位不足及高的表面能，使这些表面原子具有高的活性，极不稳定，很容易与其它原子结合。若将纳米粒子添加到高聚物中，这些具有不饱和性质的表面原子就很容易同高聚物分子链段发生物理化学作用。这样两者之间不但可以通过范德华作用力结合在一起，而且那些具有较高化学反应活性的纳米粒子还可以同聚合物分子链段上的活性点发生化学反应而结合在一起。

　　3、量子隧道效应