当金属材料的晶粒尺寸减小到纳米量级时,其颜色大都变成黑色,且粒径越小,颜色越深,表明纳米粒子的吸光能力很强。纳米粉体的吸光过程还受其能级分离的量子尺寸效应和晶粒及其表面上电荷分布的影响,由于晶粒中的传导电子能级往往凝聚成很窄的能带,因而造成窄的吸收带。例如,半导体Si和Ge都属于间接带隙半导体材料,通常情况下难以发光,但当它们的粒径分别减小到5nm和4nm以下,由于能带结构的变化,就会表现出明显的可见光发射现象,且粒径越小,发光强度越强,发光光谱逐渐蓝移,进一步的研究发现其他纳米材料,如纳米CdS、Sn0、Al2O3、TiO2和Fe203等也具有粗晶状态下根本没有的发光现象,如高度的光学非线性。
当黄金(Au)被细分到小于光波波长的尺寸时(即几百纳米),会失去原有的光泽而呈现黑色。实际上,所有的金属超微粒子均为黑色,尺寸越小,色彩越黑。银白色的铂变为铂黑等。这表明金属超微粒对光的反射率很低,一般低于1%。大约有几纳米的厚度即可消光,利用此特性可制作高效光热、光电转换材料,可高效地将太阳能转化为热电能。此外又可作为红外敏感元件、红外隐身材料等。