原子扩散是纳米材料的重要特性之一。由于存在大量界面,纳米材料中的扩散速度显著提高,而晶粒内部的扩散在温度较低时被有效抑制,对纳米材料扩散性能的研究有助于对其中内界面特性的理解。对通过表面机械研磨处理(SMAT)制备的纳米结构表层中扩散性能的研究表明:纳米晶纯铁中的扩散系数不但比晶格扩散系数高出7～9个量级,而且比普通粗晶材料中的晶界扩散系数高出4-5个量级;纳米晶纯铜中的晶界和孪晶界的扩散系数也比粗晶纯铜中的晶界和孪晶界的扩散系数高出几个数量级。对通过低温动态塑性变形(DPD)制备的纳米晶纯铜中扩散性能的研究则表明其中的晶界和孪晶界的扩散系数与粗晶材料中的晶界和孪晶界的扩散系数基本一致。这些对扩散性能的研究工作阐明:纳米材料的制备工艺显著影响其中的界面特性;与退火态粗晶材料中的界面相比,通过反复塑性变形制备的纳米材料中的界面往往具有一个更高的能态。这是其它一些实验方法,例如显微观察,难以证实的。