纳米氧化铝（Nano Aluminum Oxide，化学式 Al2O3）是一种粒径在1–100纳米范围内的无机氧化物材料，因其独特的微观结构而展现出与常规氧化铝显著不同的理化特性。

从晶体结构来看，纳米氧化铝存在多种晶相，其中最常见的是γ-Al2O3和α-Al2O3。γ相为立方尖晶石结构，比表面积大、孔隙率高、表面活性强，通常在低温下形成，适用于催化和吸附领域；而α相为六方密堆积结构，热稳定性优异、硬度高、化学惰性强，需在高温（>1000℃）下转化获得，广泛用于耐磨陶瓷和耐火材料。纳米尺度下，γ相向α相的转变温度显著降低，且晶粒生长受抑制，有利于调控材料性能。

在物理性质方面，纳米氧化铝呈白色粉末状，粒径小、比表面积大（可达100–300 m2/g），表面原子比例高，导致表面能显著增强。其熔点仍保持在约2050℃，但烧结温度大幅下降，有利于低温致密化成型。同时，纳米氧化铝具有高硬度（莫氏硬度9）、良好的绝缘性和优异的热导率，在复合材料中可提升力学与热学性能。

化学性质上，纳米氧化铝整体呈两性，既可与强酸反应生成铝盐，也能与强碱作用形成偏铝酸盐。其表面富含羟基（–OH），易于进行化学修饰或与其他材料复合。值得注意的是，纳米颗粒易因范德华力发生团聚，影响分散性，因此常需通过表面改性或添加分散剂来维持稳定性。

综上，纳米氧化铝凭借可调的晶相结构、高比表面积及优异的热、力、化学稳定性，成为先进陶瓷、催化剂载体、锂电隔膜涂层等高端应用的关键基础材料。对其结构与性质的深入理解，是实现精准设计与高效应用的前提。