Se confirma la eficacia antimicrobiana de las nanopartículas de plata, cobre y titanio, sin embargo, la plata es superior en comparación con otros metales. No se conoce el mecanismo antimicrobiano de las nanopartículas, pero se puede suponer que es similar a los iones. Esto se debe a su pequeño tamaño y alta superficie específica, lo que los hace extremadamente reactivos con el medio ambiente.

El principal problema que surge durante la preparación y producción de materiales compuestos es la agregación de las partículas. Este es un gran problema, ya que el tamaño de las partículas aumenta debido a la agregación, que a su vez influye en la difusión y las propiedades antimicrobianas. Además del tamaño, la forma de las nanopartículas también influye en las propiedades antimicrobianas. Se ha informado que las partículas en forma de cono truncado expresan una mejor eficiencia contra el crecimiento microbiano que las esféricas. Para alcanzar una dispersión homogénea de las partículas mediante la mezcla, es necesario el uso de un tensioactivo, lo que complica el procedimiento de fabricación, por lo tanto, se prefiere la reducción en masa de las nanopartículas en la producción de nanocompuestos de matriz polimérica.

La eficacia antimicrobiana de estos materiales se basa en la difusión de las partículas desde la mayor parte del polímero a la superficie donde el agente antimicrobiano interactúa con las células del microorganismo. La difusión se rige por un gradiente de concentración, que surge entre la mayor parte del material compuesto y el medio ambiente. Para alcanzar el equilibrio, los agentes antimicrobianos se concentran en la superficie y, si es posible, se difunden. Este proceso depende de varios factores, incluida la estructura del material, la temperatura, la humedad, etc. El principal problema con estos compuestos podría ser su limitado efecto antimicrobiano. Esto se debe a la lenta difusión del agente antimicrobiano. En contraste, la velocidad de difusión lenta asegura la liberación continua e incluso del agente.