Um grande avanço na compreensão dos materiais ocorreu no final do século XIX, quando o cientista americano Josiah Willard Gibbs demonstrou que as propriedades termodinâmicas relacionadas à estrutura atômica em várias fases estão relacionadas às propriedades físicas de um material.
ũŋ ɡɹˈɐ̃ŋdɨ ˌɐvˈɐ̃ŋsʊ nɐ kˌumpɹieɪŋsˈɐ̃ʊ̃ dʊʒ mˌɐtɨɾiˈaɪz ˌɔkuʁˈeʊ nʊ finˈɑl dʊ sˈɛkulʊ dˌɨzɐnˈɔvɨ, kwˈɐ̃ŋdw ʊ sˌieɪŋtˈiʃtɐ ɐmˌeɾikˈɐ̃nʊ ʒˌuziˈa wilˈaɾəd ʒˈibz dˌɨmuŋstɹˈow kɨ ɐʃ pɹˌupɹiɨdˈadɨʃ tˌeɾəmudinˈɐ̃mikɐʒ ʁˌelɐsˌiunˈadɐz ˌaː ʃtɹˌutˈuɾɐ ˌɐtˈomikɐ ˈeɪŋ vˈaɾjɐʃ fˈazɨz ɨʃtˌɐ̃ʊ̃ ʁˌelɐsˌiunˈadɐz ɐɐʃ pɹˌupɹiɨdˈadɨʃ fˈizikɐʒ dɨ ũŋ mˌɐtɨɾiˈɑl.