Since the middle of the 20th century inorganic and polymer nanomaterials have been increasingly appearing in everyday life. Starting from the phenomenal discoveries of the Toyota Central Research team in the 1990s until today, nanomaterials are used as a reinforcement agent for polymer matrices improving their mechanical, thermal or chemical properties. Consequently, nanofillers led to the significant expansion of polymers applicability. However, it is of great importance to better understand the nature and mechanisms behind these phenomena. The aim of current thesis is focused on boehmite and boehmite-based materials with regard to its unique nature of intermolecular interactions. Unlike many other nanomaterials, boehmite particles are characterized by repelling each other. On the other hand, it shows high attraction with diverse materials including polymers. This provides good ground for the development of outstanding boehmite-based nanocomposites. In this work, the nature of interactions for boehmite-boehmite and boehmite-polymer was studied. A hypothesis in the thesis states that the size of the nanocrystallites, the distances between the γ-AlOOH layers in the boehmite, or/and its surface modification affect intermolecular interactions. To confirm this theory, a range of comprehensive techniques and methods has been applied. The first part of the research was focused on growth of boehmite nanocrystals large enough for targeted investigation. It is worth mentioning, that even though this material is nanocrystalline by structure, the synthesis of boehmite with the crystals larger than 50 nm is a tremendous challenge. Nevertheless, boehmite particles of about 200 nm in crystalline size (abbreviated ACNO) has been achieved in this work. To further characterize materials of focus Small- and Wide-angle X-ray Scattering (SAXS and WAXS) analysis, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS), Transmission Electron Microscopy (TEM), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Raman Spectroscopy have been used. The particular attention was given to the studies of intermolecular interactions. For this purpose, an advanced Atomic Force Microscopy (AFM) method has been applied, for which custom-made AFM probe was developed. Geological boehmite, ACNO and commercial boehmite (HP14) with various surface modifications of the last were compared. The Hamaker constant for these materials was successfully determined and the plasmonic behavior of the boehmite was studied. Further studies were focused on boehmite-polymer interactions. State-of-the-art 3D microfabrication technique, such as Multiphoton Lithography (MPL), was used to prepare polymer and nanocomposites, based on ACNO boehmite and SZ2080 photoresist. Meanwhile investigating pristine photoresist, an interesting phenomenon of strong but fading adhesion of the polymer microstructures to the AFM tip was discovered. For this purpose, ageing experiments of 3D microstructure sample was performed by means of AFM, XPS and SEM. As a result, time-dependent behavior of SZ2080 was described. This study provides important information for the material science community using MPL printing technique. Nanocomposites based on SZ2080 photoresist and 2 wt% of different types of boehmite as nanofiller prepared by MPL technique, were designed with regard to abovementioned results on long-time behavior. SEM, Intermodulation AFM (ImAFM) and Nanoscale Thermal Analysis (NanoTA) were performed to study the effect of the nanomaterial on the change of topography, Young’s modulus, glass transition temperature, stiffness and energy dissipation. The nanocomposite exhibited different mechanical properties compared to the pure polymer and the nanofiller. Moreover, the inhibition phenomenon of boehmite nanoparticles embedment on photoresist side polymerization, during storage was observed. However, this aspect needs further investigation. This thesis is devoted to a comprehensive thorough study of the interactions between nanoparticles that repel each other, meanwhile attract to other materials. The findings of this thesis bring many answers to currently unexplored questions like estimating Hamaker constant of repulsive materials and the complexity of its nature. Based on the outcome of this work many engineering guidelines for the use of nanocomposites and their design can be gathered., Seit Mitte des 20. Jahrhunderts tauchen anorganische und polymere Nanomaterialien immer häufiger im täglichen Leben auf. Seit den phänomenalen Entdeckungen des Toyota Central Research Teams in den 1990er Jahren bis heute werden Nanomaterialien als Verstärkungsmittel für Polymermatrices verwendet, um deren mechanische, thermische oder chemische Eigenschaften zu verbessern. Folglich haben Nanofüllstoffe zu einer erheblichen Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten von Polymeren geführt. Es ist jedoch von großer Bedeutung, die Natur und die Mechanismen hinter diesen Phänomenen besser zu verstehen. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Böhmit und auf Böhmit basierenden Materialien im Hinblick auf die einzigartige Natur der intermolekularen Wechselwirkungen. Im Gegensatz zu vielen anderen Nanomaterialien zeichnen sich Böhmitpartikel dadurch aus, dass sie sich gegenseitig abstoßen. Auf der anderen Seite zeigt es eine hohe Anziehungskraft auf verschiedene Materialien, einschließlich Polymere. Dies bietet eine gute Grundlage für die Entwicklung hervorragender Nanokomposite auf Böhmitbasis. In dieser Arbeit wurde die Art der Wechselwirkungen von Böhmit-Böhmit und Böhmit-Polymer untersucht. Eine Hypothese in dieser Arbeit besagt, dass die Größe der Nanokristallite, die Abstände zwischen den γ-AlOOH-Schichten im Böhmit oder/und seine Oberflächenmodifikation die intermolekularen Wechselwirkungen beeinflussen. Um diese Theorie zu bestätigen, wurde eine Reihe umfassender Techniken und Methoden angewandt. Der erste Teil der Forschung konzentrierte sich auf das Wachstum von Böhmit-Nanokristallen, die groß genug für eine gezielte Untersuchung waren. Obwohl dieses Material von seiner Struktur her nanokristallin ist, stellt die Synthese von Böhmit mit Kristallen von mehr als 50 nm eine enorme Herausforderung dar. Dennoch wurden in dieser Arbeit Böhmitpartikel mit einer Kristallgröße von etwa 200 nm (abgekürzt ACNO) hergestellt. Zur weiteren Charakterisierung der Materialien wurden Klein- und Weitwinkel-Röntgenstreuungsanalysen (SAXS und WAXS), Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS), Elektronenenergieverlustspektroskopie (EELS), Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Rasterelektronenmikroskopie (SEM) und Raman-Spektroskopie eingesetzt. Besonderes Augenmerk wurde auf die Untersuchung der intermolekularen Wechselwirkungen gelegt. Zu diesem Zweck wurde eine fortschrittliche Methode der Rasterkraftmikroskopie (AFM) angewandt, wobei eine maßgeschneiderte AFM-Sonde entwickelt wurde. Verglichen wurden geologischer Böhmit, ACNO und kommerzieller Böhmit (HP14) mit verschiedenen Oberflächenmodifikationen des letzteren. Die Hamaker-Konstante für diese Materialien wurde erfolgreich bestimmt und das plasmonische Verhalten des Böhmits wurde untersucht. Weitere Studien konzentrierten sich auf die Wechselwirkungen zwischen Böhmit und Polymer. Modernste 3D-Mikrofabrikationstechniken wie die Multiphotonenlithografie (MPL) wurden zur Herstellung von Polymer- und Nanokompositen auf der Grundlage von ACNO-Böhmit und SZ2080-Photoresist eingesetzt. Bei der Untersuchung von unbehandeltem Fotolack wurde das interessante Phänomen einer starken, aber nachlassenden Haftung der Polymermikrostrukturen an der AFM-Spitze entdeckt. Zu diesem Zweck wurden Alterungsexperimente an 3D-Mikrostrukturproben mit Hilfe von AFM, XPS und SEM durchgeführt. Als Ergebnis wurde das zeitabhängige Verhalten von SZ2080 beschrieben. Diese Studie liefert wichtige Informationen für die Materialwissenschaft, die die MPL-Drucktechnik einsetzt. Nanokomposite auf der Basis von SZ2080-Photoresist und 2 Gew.-% verschiedener Böhmit-Typen als Nano-Füllstoff, die mit der MPL-Technik hergestellt wurden, wurden im Hinblick auf die oben genannten Ergebnisse zum Langzeitverhalten entwickelt. SEM, Intermodulations-AFM (ImAFM) und thermische Analyse im Nanomaßstab (NanoTA) wurden durchgeführt, um die Auswirkungen des Nanomaterials auf die Veränderung der Topografie, des Elastizitätsmoduls, der Glasübergangstemperatur, der Steifigkeit und der Energiedissipation zu untersuchen. Das Nanokomposit wies im Vergleich zum reinen Polymer und zum Nanofüllstoff unterschiedliche mechanische Eigenschaften auf. Außerdem wurde das Phänomen der Einbettung von Böhmit-Nanopartikeln in die Polymerisation auf der Fotolackseite während der Lagerung beobachtet. Dieser Aspekt muss jedoch weiter untersucht werden. Diese Arbeit widmet sich einer umfassenden Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Nanopartikeln, die sich gegenseitig abstoßen, während sie sich zu anderen Materialien anziehen. Die Ergebnisse dieser Arbeit liefern viele Antworten auf bisher unerforschte Fragen wie die Abschätzung der Hamaker-Konstante von abstoßenden Materialien und die Komplexität ihrer Natur. Auf der Grundlage der Ergebnisse dieser Arbeit können viele technische Richtlinien für die Verwendung von Nanokompositen und deren Design erstellt werden.