Padat

Banyak padatan tradisional menunjukkan sifat yang berbeda saat mereka mengecil ke ukuran nanometer. Sebagai contoh, emas yang biasanya kuning, dan silikon yang biasanya abu-abu, menjadi berwarna merah; nanopartikel emas meleleh pada suhu yang jauh lebih rendah (~ dengan ukuran ) daripada lempengan emas (); dan logam kawat nano jauh lebih kuat daripada logam curahnya. Luas permukaan nanopartikel yang besar membuatnya sangat menarik untuk aplikasi tertentu di bidang energi. Sebagai contoh, logam platina dapat memberikan peningkatan sebagai katalis bahan bakar otomotif, serta membran pertukaran proton ("proton exchange membrane", PEM) sel bahan bakar. Juga, oksida keramik (atau sermet) lantanum, serium, mangan dan nikel sekarang sedang dikembangkan sebagai sel bahan bakar oksida padat ("solid oxide fuel cell", SOFC). Nanopartikel litium, litium–titanat dan tantalum sedang diterapkan pada baterai ion litium. Nanopartikel silikon telah terbukti secara dramatis memperluas kapasitas penyimpanan baterai ion litium selama siklus ekspansi/kontraksi. Silikon kawat nano memiliki siklus tanpa degradasi yang signifikan dan sekarang berpotensi untuk digunakan dalam baterai dengan waktu penyimpanan yang sangat diperluas. Nanopartikel silikon juga digunakan dalam bentuk baru sel energi surya. Deposisi film tipis silikon pada substrat silikon polikristalin sel fotovoltaik (surya) meningkatkan output tegangan sebesar 60% dengan cara memendarkan cahaya masuk sebelum ditangkap. Lagi-lagi, luas permukaan nanopartikel (dan film tipis) memainkan peran penting dalam memaksimalkan jumlah radiasi yang diserap.