나노스케일에서는 입자 크기가 작아질수록 결정립 미세화 효과에 의해 강도가 증가하지만 지낯게 작아 지면 연성이 감소할 수 있습니다 그러나 나노 트윈 구조 계층적 나노복합재, 다공성 구조 등을 활용하면 강도와 연성을 동시에 향상시킬 수 있습니다. 또한, 원자 수준의 결함 조절 계면 공학, 적층 결함 에너지 제어를 통해 균열 전파를 억제하면서 기계적 성질을 최적화할 수 있습니다.
나노스케일에서는 hall-petch 효과로 인하여 강도가 증가하지만, 특정 입계점 이하에서는 역 hall-petch 효과로 연성이 급격히 저하됩니다. 이를 극복하려면 나노층상 구조, 이종상계 인터페이스, 혹은 부분 결정질-비정질 복합체 설계가 필요합니다. 이러한 접근법은 변형 기작을 조율하여 강도와 연성을 동시에 향상시킵니다.