Уменьшение размера элементов, из которых состоит система, приводит обычно к нескольким эффектам. Во-первых, значительно возрастает доля атомов, находящихся на границе раздела фаз и имеющих отличную от объемных атомов координацию и электронное состояние. Это приводит к резкому возрастанию скоростей диффузии (в том числе более быстрой, поверхностной) и резкому увеличению величины диффузионных потоков. Подобные изменения влияют также на сорбционные свойства нанообъектов и распределение носителей заряда между фазой — носителем ионов (например, электролитом) и нанообъектами. Во-вторых, изменяются термодинамические характеристики системы, содержащей нанообъекты, что делает возможным новые сценарии перераспределения носителей заряда в системе. В-третьих, возможно изменение (искривление) энергетических уровней вблизи границ раздела фаз.

Эти эффекты в настоящее время используют для целенаправленного создания упорядоченных наносистем — нанокомпозитов, а также для искусственной организации, например, биологических систем с быстрым ионным транспортом. В таких системах могут присутствовать специальные пути (каналы) для ионного транспорта, возникающие вследствие искусственной пространственной организации нанокомпозита, а также микро/нанообласти с градиентом концентрации компонентов системы, которые могут быть использованы для создания суперконденсаторов, эффективных химических источников тока, быстрых ионных проводников, ионных каналов.