شکل یک جسم، وظیفه و عملکرد آن را منعکس می کند.  چنانچه تفاوت شکل یک ظرف با شکل یک تیغه منجر به تفاوت در کارایی و کاربرد این دو می شود. چیزی که باعث تفاوت در رفتار این دو ماده می شود ساختاری است که با چشم قابل مشاهده است. به چنبن ساختاری ماکرو ساختار اطلاق می شود. هر ظرف ممکن است متخلخل باشد یا لعاب داشته باشد. این تخلخل مربوط به مقیاس ماکرو است.

شکل1-ساختار ماکرومتری

ماده خواص دیگری هم در ابعاد حجیم دارد که بسیاری از آن ها قابل اندازه گیری هستند اما مشاهده نمی شوند. این خواص در محدوده ساختاری به نام میکرو ایجاد می شوند. میکرو ساختار در مقیاسی بین میلیمتر و میکرومتر قرار دارد. شکل زیر مربوط به یک شبیه سازی از ابعاد میکروساختار ماده است.

شکل2-میکروساختار

اما ابعاد میکرومتری انتهای کار نیستند و ابعاد بنیادی تر و ریزتری هم وجود دارد. در حال حاضر تراشه های جدید در مقیاس خیلی کمتری نسبت به میکرومتر طراحی می شوند.

در ابعاد زیر میکرومتری با ساختارهای متشکل از صدها و هزاران اتم روبه رو هستیم که نانوساختار ماده شناخته می شوند. ساختاری متشکل از اتم ها که به مراتب در سطحی بنیادی تری از ماکرو و میکروساختار ها قرار دارد. در نانوساختار، نوع اتم ها، موقعیت و تعداد و نحوه آرایش آن ها مورد توجه قرار می گیرد.

شکل3-نانوساختار ماده

علاوه بر ساختارهای نانو تا ماکرو ساختار جداگانه ای نیز در سطح ماده ایجاد می شود که وضعیت آن کمی با داخل جسم جامد متفاوت است. اگر اتم های متفاوتی ساختار کریستال را بسازند، سطوح بیرونی در این کریستال شامل چند نوع اتم هستند.

 به دلیل قطع پیوند این اتم ها, سطح ماده دارای ابری از الکترون ها است که در اوربیتال های الکترونی در سطح بیرونی ماده هستند. این الکترون ها فعالیت و واکنش پذیری را زیاد خواهند کرد. سطوح خارجی، قلب بسیاری از فرآیندهای شیمیایی مانند فعالیت های کاتالیستی و خوردگی هستند که نقش مهمی در کار بسیاری از ابزارهای الکترونیکی و شیمیایی ایفا می کنند. اخیراً تلاش های زیادی شده است که ابزارهایی نزدیک به مقیاس اتمی به اندازه ای کوچکتر از 10 نانو متر بسازند. این کار در محدوده کار فناوری نانو قرار می گیرد.

شکل4: ساختار سطحی (Surface Structure)

شکل5: ساختار و مقیاس(الف)شکل یک کاسه چینی

(ج) میکروساختار سرامیک شامل ذرات کریستال در یک محیط شیشه ای

(د)نانوساختار سرامیک شامل چیدمان اتمها که در کریستال به صورت منظم و در بخش شیشه ای سرامیک به طور نامنظم می باشند

ساختار سطحی شامل اتم های مختلف مجاور سطح و اوربیتال های الکترونی نیمه پر

جدول1- تفکیک ساختاری و ابعاد هر کدام