อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) เมื่อครั้งที่เขาศึกษาอยู่ในระดับปริญญาเอก ได้ทำวิทยานิพนธ์เกี่ยวกับการคำนวณหาขนาดโมเลกุลของน้ำตาล โดยอาศัยข้อมูลจากการทดลองการแพร่กระจายของน้ำตาลในน้ำ  จากผลการวิจัยของเขาพบว่า  แต่ละโมเลกุลของน้ำตาลนั้นมีขนาดเล็กมากในระดับนาโนเมตร หลังจากนั้นไอน์สไตน์ก็ได้ตีพิมพ์ผลงานการหาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลน้ำตาลว่า  มีขนาดประมาณ 1 นาโนเมตรเท่านั้นเอง  ซึ่งก็เป็นอีกก้าวหนึ่งของการค้นพบโครงสร้างระดับนาโนจากการศึกษาค้นคว้าของมนุษย์

          นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันชื่อ กุสตาฟ มี (Gustave Mie) ผู้ที่แสดงให้เห็นถึงทฤษฎีการกระเจิงแสงของอนุภาค  ซึ่งเป็นทฤษฎีหนึ่งที่เกี่ยวข้องและเป็นพื้นฐานสำหรับวิทยาศาสตร์ระดับนาโน  ทฤษฎีของเขาทำให้เห็นว่าแสงจะเกิด การกระเจิงแสง (scattering) ได้ดีกับอนุภาคที่มีความยาวคลื่นสั้นมากกว่าอนุภาคที่มีความยาวคลื่นยาว ตัวอย่างเช่น การที่เราเห็นท้องฟ้าเป็นสีฟ้าก็เพราะว่าอนุภาคของโมเลกุลที่อยู่ในอากาศ (เช่น โมเลกุลของก๊าซออกซิเจนและไนโตรเจน เป็นต้น) มีขนาดเหมาะกับการกระเจิงแสงของช่วงแสงสีฟ้าจากแสงของดวงอาทิตย์ได้ดีกว่าช่วงแสงสีเหลืองหรือสีแดง เพราะช่วงแสงสีฟ้ามีความยาวคลื่นที่สั้นกว่าแสงสีเหลืองและสีแดง (แต่ความจริงแล้ว แสงสีม่วงสามารถที่จะกระเจิงได้ดีกว่าแสงสีแดงถึง 16 เท่า แต่เรตินาของคนเรามีประสาทรับแสงที่ไวต่อแสงสีฟ้ามากกว่าแสงสีม่วง จึงทำให้เรามองไม่ค่อยเห็นส่วนที่เป็นสีม่วงมากนัก แต่จะเห็นส่วนที่เป็นสีฟ้ามากกว่า)

          กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนกลายเป็นสิ่งสำคัญที่เป็นก้าวแรกของการพัฒนาเทคนิคต่างๆ และเครื่องมือที่จะสามารถศึกษาลงไปในระดับนาโนเมตรได้