La recristalización de nanomateriales es un cambio en el tamaño de grano en un sólido policristalino debido a la difusión de una sustancia entre granos de la misma fase.
Los nanomateriales tienen límites de grano muy extensos y un gran exceso de energía libre debido a esto, por lo que la recristalización de los nanomateriales se desarrolla de manera bastante intensa; el crecimiento del grano puede ocurrir incluso a temperatura ambiente. El crecimiento espontáneo de granos (recristalización colectiva) ocurre como resultado de la difusión química, es decir, un proceso de difusión en un campo químico, cuando no hay gradiente de concentración , pero hay un gradiente de potencial químico distinto de cero. La diferencia de potencial químico entre granos de diferentes tamaños se debe a la contribución de la energía superficial a la energía total del grano. El valor relativo de esta contribución es mayor cuanto menor es el tamaño del grano, por lo tanto, en igualdad de condiciones, los granos pequeños tienen un exceso de energía en comparación con los grandes. Dado que la razón termodinámica del crecimiento espontáneo de granos en una sustancia policristalina homogénea es una disminución de la energía total del sistema, en el proceso de recristalización colectiva el tamaño de los granos grandes aumenta debido a la desaparición de algunos de los granos pequeños. La recristalización es un proceso más complejo que la difusión y no puede reducirse a esta última. La característica de la recristalización colectiva es la energía de activación. El cambio en el tamaño de grano promedio durante la recristalización colectiva en nanomateriales y su duración t están relacionados por la relación , donde n = 1–4. Teniendo en cuenta la intensidad de los procesos de recristalización, para mantener un tamaño de grano pequeño en los nanomateriales, es necesario reducir la duración y bajar la temperatura de sinterización .