كاهش انرژي سطحي خواص چسبندگي سطح خاك رس را با پليمرها و مونومرها بهبود مي بخشد. پس از تورم سيليكات هاي لايه لايه خاك رس تخريب و پراكنده شوند، نانوكامپوزيت مطلوب به دست خواهد آمد كه ساختار آن در ادامه توضيح داده خواهد شد.
بلور خاك رس بدين شكل است كه لايه هاي بسيار نازك با ضخامت يك نانومتر و با ابعاد چند صد برابر (نسبت ابعاد ده تا هزار نانومتر) با فواصلي بيشتر از نانومتر از هم قرار دارند. در اين لايه ها يك صفحه مركزي با بلورهاي هشت وجهي از آلومينا يا هيدروكسيدمنيزيم بين دو صفحه با بلورهاي چهاروجهي سيليس قرار دارد. اتم هاي اكسيژن صفحه هشت وجهي نيز در صفحات چهار وجهي قرار مي گيرند.در لايه هاي سنگ هاي كعدني طبيعي به جاي آلومينيم يا سيليس كاتيون هاي ديگري مانند منيزيم و آهن قرار مي گيرند كه ليتيم ، سديم يا كلسيم خنثي مي شود؛ يعني لايه هايي با ضخامت 95/0 نانومتر و با بار منفي كه از هم حدود دو تا پنج ناتومتر فاصله دارند و درون اين فواصل يون هاي مثبت گوچكي شناور هستند و دافعه اين صفحات را از بين مي برند.
حضور اين يون هاي باردار و صفحات قطبي اين خاك رس هاي نانو يا نانو كلي ها را آب دوست و يا آلي گريز مي كند كه ، با تعويض كاتيون شناور در بين صفحات با يون هاي طويل آلكيل آمونيم يا آلكيل فسفونيوم ،هم آب گريز مي شوند و سازگاري بهتري با ماتريس آلي پيدا مي كنند و هم به علت اندازه بزرگ تر آن ها فواصل بين لايه ها افزوده و نفوذ زنجيرهاي پليمري به داخل لايه ها آسان مي شود.
همچنين براي ايجاد سازگاري بيشتر، بعد از آلي دوست كردن سطح لايه ها مي توان از روش پليمريزاسيون با حضور فيلر استفاده كرد. در اين حالت مونومرها به درون لايه ها وارد مي شوند و هنگام پليمريزه شدن در صورت حضور عوامل مناسب ممكن است اتصالات شيميايي نيز بين لايه ها و پليمر ايجاد شوند. علت بروز اين خواص در نانوكامپوزيت ها برهم كنشي بين سطحي بين ماتريس و خاك رس است كه ميزان آن نسبت به كامپوزيت ها ي متداول به شدت بالاست. لايه هاي سيليكات نسبت سطح جانبي بسيار بالايي، در حدود ده تا صد نانومتر ،دارند و در صورتي كه به طور مناسب در ماتريس پراكنده شوند، درصد اندكي از آن ها سطح بسيار بزرگي بين زنجيرهاي پليمر و صفحات سيليكاتي فراهم مي آورد كه ، در صورت كاهش انرژي سطحي آن ها ، از نظر ترموديناميكي بسيار پايدار است.