Nanomaterial adalah bidang ilmu material yang sangat diminati dan menarik para ilmuwan pada dekade terakhir. Meskipun memiliki komposisi kimia yang sama dengan makromaterial, tetapi nanomaterial memiliki sifat yang unik dan berbeda dengan makromaterial. Ketika ukuran partikel diperkecil hingga mendekati atau kurang dari panjang gelombang elektron penghantar, beberapa sifat seperti perilaku optik, magnetisme, ketahanan termal, aktivitas katalitik dan kimia, kekuatan, dan titik leleh berubah. Rekayasa nanomaterial yang sedang tumbuh dan berkembang telah menunjukkan spektrum aplikasinya yang luas dalam sains dan teknologi. Terdapat beberapa metode dalam mensintesis nanomaterial. Namun secara garis besarnya proses sintesis nanomaterial terbagi menjadi dua pendekatan. Pertama, topdown yang terdiri dari Ball milling, PVD, Gas phase method, Gas condensation, SPD. Kedua, bottom-up seperti Cross linking micro-emulsion, PVD, CVD, Plasma processes dan Sol-gel processing. Nanomaterial yang telah disentesis harus dikarakterisasi untuk mengetahui bahwa material yang disintesis sudah memenuhi kriteria nanostruktur atau tidak. Indikator nanomaterial adalah apabila salah satu dimensinya berukuran nanometer. Dalam kesepakatan umum sampai saat ini, dimensi nanometer adalah ukuran yang kurang dari 100 nm. Karakterisasi juga memberikan informasi tentang sifat-sifat fisik maupun kimia yang didasarkan dari ukuran nanomaterial tersebut. Banyak nanomaterial yang sangat berbeda sifat fisik dan kimianya ketika dimensi material menuju nilai beberapa nanometer (kurang dari 10 nm). Berbagai alat uji karakterisasi yang dilakukan seperti XRD, SAXS, SEM, TEM, AFM, dan lainlain. Engineer dibidang nanomaterial menggali ilmu dan pemahaman tentang hubungan fundamental antara struktur, proses dan performa material dalam merancang atau merekayasa, mensintesis dan mengkarakterisasi untuk menghasilkan nanomaterial baru. Aplikasi nanomaterial telah maju dalam industri minyak dan gas karena sifat fisikokimianya yang unik. Peran nanomaterial dalam mendukung industri minyak dan gas, dapat diaplikasikan pada bidang pemboran, demulsifikasi, transportasi, storage, EOR dan flooding. Rancangan dan rekayasa nanomaterial dilakukan berdasarkan aplikasi yang akan diterapkan. Nanofluida direkayasa berdasarkan fungsionalisasi nanomaterial karena menunjukkan kinerja yang lebih baik dalam produksi minyak. Nanofluida titanium dioksida direkayasa karena mampu mengurangi viskositas minyak hingga 8% dan oil recovery sebesar 45%. Nanosilika dan Janus NiO/SiO2 mampu meningkatkan efisiensi penyapuan, mengurangi tegangan antar muka (IFT) pada Enhanced Oil Recovery (EOR).. Nano adsorbance dan nanomembran direkayasa karena dapat diaplikasikan pada proses pemisahan minyak, air dan gas, pemurnian minyak dan gas, pemisahan kotoran dari air limbah (water treatment). Nanopartikel bare maghemite dapat diaplikasikan untuk memisahkan berbagai polutan dari air limbah produksi minyak. Nanokatalis mampu meningkatkan efisiensi dalam proses petrokimia dan penyulingan minyak. Graphene Nanosheet dan turunannya telah mendapatkan popularitas di industri migas karena struktur dua dimensinya yang khas serta kemampuan fisik dan kimianya yang luar biasa. Sifat optik, listrik, termal, dan mekaniknya yang hebat menjadikan kandidat yang sangat baik untuk digunakan dalam eksplorasi, pengeboran, produksi dan transportasi minyak dan gas. Graphene Oxide (GO) telah terbukti berguna dalam peningkatan perolehan minyak karena fitur-fiturnya yang mirip dengan surfaktan, seperti meningkatkan keterbasahan, pengemulsi dan menurunkan tegangan antarmuka, meningkatkan viskositas larutan berair, dan mengubah batuan karbonat basah minyak menjadi basah air