진주조개, 콜라겐 및 거미 실크와 같은 천연재료들은 벽돌-회반죽와 같은 구조에 의해 강도와 강성에서 모두 우수한 특성을 가지고 있다. 합성 동안에 연체동물에 의해서든 혹은 생산 과정에서든 간에 우연하게 결점이 생기게 되면 이는 성장하면서 재료 내에 축적되고 이에 의해 최종 기계적인 특성에 나쁜 영향을 주게 된다. 자연 재료들은 이러한 결점들을 견딜 수 있는 놀라운 능력, “크기 영향”으로 불리는 능력을 가지고 있으며 이는 마이크로에서 마크로 크기를 가지는 모든 천연재료가 특성을 보유하고 있다. 현재 노스웨스턴 대학의 연구원들은 천연 복합재료들의 우수한 기계적인 거동을 묘사하고 예측할 수 있는 수학적인 모델을 찾아내었다.