Nanosheets sind nanometergroße, zweidimensionale (2D) Festkörper mit lateralen Ausdehnungen im Mikro- bis Millimeterbereich bei einer Dicke von meist nur wenigen Atom- oder Moleküllagen. Typische Beispiele sind MoS₂- und MoSe₂-Nanoblätter aus der Klasse der Übergangsmetall-Dichalkogenide (TMDs). Ihre stark ausgeprägte Anisotropie führt zu einzigartigen elektronischen, optischen, mechanischen und katalytischen Eigenschaften.

Strukturell können Nanosheets aus geschichteten Kristallen (z. B. Graphen, TMDs, h‑BN) durch mechanisches oder chemisches Exfolieren gewonnen oder bottom‑up, etwa durch CVD oder Lösungssynthese, hergestellt werden. Die Kontrolle der Lagenzahl ist zentral, da Bandstruktur, Bandlücke, Ladungstransport und Phononendispersion stark von der Dicke abhängen.

Defekte Nanoschichten spielen eine besondere Rolle: Punktdefekte, Kanten, Korngrenzen oder Phasenübergänge (z. B. 2H→1T in TMDs) können Ladungsträgerstreuung, chemische Reaktivität und Adsorptionszentren gezielt beeinflussen. In der Katalyse (z. B. elektrochemische Wasserstoffentwicklung mit MoS₂-Nanoblättern) werden Defekt- und Kantenplätze oft bewusst maximiert, während für elektronische oder optoelektronische Bauelemente meist geringe Defektdichten angestrebt werden.

Anwendungen von Nanosheets reichen von Feldeffekttransistoren, Sensoren und Photodetektoren über Festkörperelektrolyte und Elektrodenmaterialien in Batterien und Superkondensatoren bis hin zu Verbundwerkstoffen und Membranen. Zentrale werkstofftechnische Herausforderungen sind die skalierbare Synthese mit definierter Kristallqualität, Defekt- und Phasenkontrolle sowie die prozesssichere Integration in makroskopische Bauteile.