一、 高性能工程塑料
高分子物與硅酸鹽形成高分子基納米復合材料后，由于其納米粒子的表面與界面效應使得復合材料具有高耐熱性、高強度、高模量和低的膨脹系數，但密度僅為一般復合材料的65%~75%，因此可作為高性能工程塑料，廣泛應用于航空、汽車等行業。高分子物加入層狀無機物實現納米復合后，能使機械性能大大提高[27]。PA6/蒙脫上納米復合材料與PA6/蒙脫土一般共混物材料，以及純PA6材料的性能對比見表1(略)。PA6中僅加入4W1%的粘土，因為實現了納米復合，拉伸強度提高了50%，拉伸模量提高近100%，而且沖擊強度基本不降低。不僅強度、模量提高幅度大，而且克服了一般復合材料強度、模量提高伴隨任性下降的問題。熱變形溫度提高約90°C，熱膨脹減少。日本豐田公司已將它用于制造汽車部件，如皮帶罩等。
二、 電子產品材料
利用不同電學特性的高分子物（如絕緣高分子物、高聚物電解質、導電高聚物）與不同電學特性的層狀無機物（如絕緣體、半導體等）制得的高分子基納米復合材料具有多種新的電性能，可以作為各種電氣、電子及光電子產品材料。PEO/Na4蒙脫土或PEO/Li4蒙脫土的導電率與PEO鹽電解質接近，但熱穩定性更好，在更寬的溫度范圍保持良好的離子導電，而且還克服了PEO鹽電解質存在的形成離子對問題，可用于固體電池中作高聚物電解質。PEO與電子導電型層狀無機物復合（PEO/V2O5xerogel）。成為離子電子混合導電材料，開拓了新的使用領域。對導電高分子物聚苯胺、聚吡咯與各類層狀硅酸鹽、磷酸鹽、過度金屬氧化物形成的高分子基納米復合材料也已展開了許多研究，材料表現出各種導電性能。絕緣高分子物PS/MoS2納米復合材料的各向異性電學特性也非常引人關注。Niwa等以PVC為基體，用電導率在10-1~10s•cm-1之間。
三、解決微機械領域里的潤滑問題
計算機微型化和微機械的發展，對薄膜材料提出了越來越高的要求。都要求對微機械提供超精細和納米級的保護和潤滑。利用LB膜法制備高分子基納米超薄復合膜,是解決超薄潤滑問題一條可行的途徑。
四、高效催化材料
以高分子物/半導體微粒納米復合材料作催化劑，可提高半導體微粒的光催化活性。Krishnan等采用高分子物原位合成納米顆粒的方法，將Nafion樹脂用Cd離子交換后暴露于H2S氣體中，制得納米復合催化劑。
五、改進聚合物加工性能
超高分子量聚乙稀的加工流動性很差，熔體流動指數為零。所以不能采用常用的熱塑性塑料加工方法來進行擠出或注射成型，而采用原位復合技術制得的液晶聚合物與其共混。液晶聚合物剛性棒狀分子在加工過程中，在外力作用下發生取向而生成微纖，微纖易于平行滑動，因而帶動基體分子一起滑動，高效地增加了材料的加工流動性。因此可以采用常用的加工設備進行擠出、注射成型。
六、高性能復合材料
利用納米粒子的表面與界面效應、量子效應等特性引起的一系列特異的聲、光、熱、電等性能，可以制得具有特殊功能的高分子基納米符合材料。例如：金屬等納米粒子與高分子物形成的復合材料，能吸收和衰減電磁波、減少反射和散射，在電磁隱身方面有著重要的應用。某些生物類物質，例如蛋白質，可以封存到孔狀的Sol-Gel玻璃中，而形成生物凝膠體，可以控制生物反應，在生物技術、酶工程中有著重要的用途。
七、高效潤滑劑
華中科技大學關文超等利用C60合成的納米復合材料作為高效潤滑劑。張彥保等用聚合法合成的PS納米微球和具有核殼結構的PS/PMMA納米微球作潤滑油添加劑，在四球試驗機上研究了它的摩擦學行為，結果表明聚合物納米微球具有良好的減磨抗摩性能。
八、包裝材料
高分子基納米復合材料的隔阻性能比純高聚物及一般共混物都有顯著提高。利用這一性能，可以將這種材料用作包裝材料。美國康耐爾大學等重點關心此方面特性，用作包裝材料。利用這一特性，日本宇部工業集團與豐田也開發了包裝材料。
九、 電致發光材料
Colvin等對電致發光材料進行了研究，他們用納米CdSe與聚苯撐乙烯（PPV）制得一種有機-無機復合發光裝置，隨著納米顆粒大小的改變，發光的顏色可以在紅色到黃色間變化（量子尺寸效應）。
