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Afin d'abaisser leur empreinte environnementale et de les rendre plus sûrs, tout en tenant compte de l'accroissement du trafic des transports terrestre, aérien et maritime, les moyens de transports doivent en permanence améliorer leurs performances en terme d'efficacité énergétique, d'impact sur l'environnement et de sécurité. Cela est rendu possible par l'utilisation de nouveaux matériaux avancés nanostructurés, d'objets et de systèmes les utilisant.

Dans l'industrie automobile, par exemple, les nanotechnologies et les nanomatériaux concernent maintenant plus de 60 % de la conception et de la fabrication des véhicules. L'élaboration de nanomatériaux alliant meilleure résistance mécanique et légèreté, et le développement des nanoTIC,  constituent la base du développement des nouveaux modèles. Les systèmes de motorisation, hybride, hybride électrique, 100 % électrique, ou la gestion électronique de nombreux systèmes pour tendre vers des véhicules autonomes pilotés par une intelligence artificielle ne sont envisageables qu'en faisant appel à des nanomatériaux. De nouvelles fonctionnalités sont apportées également aux vitrages et aux pièces en plastique par l'utilisation de nanomatériaux, comme des propriétés antirayures, autonettoyantes, bactéricides, d'adaptation à la luminosité (verres photochromes).

Outre l'emploi de revêtements nanostructurés pour améliorer la résistance et la lubrification des pièces mécaniques, les pots catalytiques voient leur efficacité améliorée, tout en diminuant la quantité de platine utilisé, par l'apport de supports en céramiques nanostructurées.  L'ajout de nanoparticules céramiques dans les lubrifiants contribue à diminuer les frottements, à améliorer leurs propriétés rhéologique et leur conductivité thermique, avec là encore un allongement de la durée de vie des pièces et du lubrifiant. De la même manière, des nanocapteurs vont optimiser le fonctionnement et les performances des moteurs. 

Pour les pneumatiques, l'utilisation de noir de carbone a permis d'augmenter d'une manière considérable leur résistance à l'usure, tandis que l'incorporation de nanoparticules de silice a contribué à une augmentation de leur durée de vie et à une baisse importante de la consommation en carburant des véhicules en améliorant leur qualité de roulement.