Material butiran
Tidaklah berlebihan apabila bahkan sampai ada yang mengusulkan bahwa material butiran dapat dikatakan sebagai suatu fase tersendiri dari wujud zat, seperti terlihat dalam gambar berikut ini (A: padat – memiliki bentuk sendiri, B: cair – memiliki tinggi yang sama, C: gas – memenuhi wadahnya, dan D: butiran – bergantung asupan energi).
Padat
Banyak bahan alami (atau biologis) adalah komposit kompleks dengan sifat mekanik yang luar biasa. Struktur kompleks ini, yang telah muncul dari ratusan juta tahun evolusi, adalah bahan inspirasi para ilmuwan dalam merancang bahan baru. Karakteristik mereka yang menentukan meliputi hirarki struktural, multifungsi dan kemampuan swasembuh ("self-healing"). Swakelola ("self-organisation") juga merupakan ciri mendasar dari banyak bahan biologis dan cara pembentukan struktur dari tingkat molekuler. Dengan demikian, muncul sebagai strategi baru dalam sintesis kimia biomaterial berkinerja tinggi.