几千年来，人类通过简单的化学反应创造颜色。在最开始的时候，人类在自然界中发现染料，如浆果和木炭。随着科技的发展，研究人员在实验室内合成了更多的新颜料。
到目前为止，科学家们已经创造出了成百上千种颜色，但事实上，他们仍面临着新的挑战：坦克需要更好的伪装；镜子需要更明亮；卫星需要更好的抛光剂才能吸收到更遥远太空的信息。
现如今，研究人员主要是由蝴蝶翅膀结构所产生的杂散光受到启发，利用物理学发明新的颜色。这些新的结构颜色是光和纳米级材料相互作用的结果，它们比人的头发要薄很多倍。化学与新材料和结构相结合创造出了斑斓的色彩。
蓝色闪蝶翅膀的结构给研究人员提供了新思路
垂直对齐的纳米管阵列
垂直对齐的纳米管阵列（ Vertically Aligned Nanotube Arrayblack，Vantablack）是通过结构产生色彩的一个有名的例子。
跟黑洞一样黑的垂直对齐纳米管阵列
在2014年，科学家在英国萨里纳米系统（Surrey NanoSystems）开始了对垂直对齐的纳米管阵列项目的研究。这种纳米管阵列是由垂直排列的微小碳管制成，碳管的结构和排列进一步增强了碳的自然黑色性质，使它能够吸收99.96%的光。
换一种说法，如果将这些微小碳管比作是直径一米的树木，那么它的高度将会有一千米左右。当阳光照射到这么深的树林里时，几乎没有光能够反射出来。
包括美国航空航天局（NASA）在内的许多研究机构都在致力于发现“最黑的黑色”。虽然有几种材料可以达到这个目的，如金纳米颗粒等，但碳纳米管涂层是最有效的选择。
大自然有自己版本的垂直对齐纳米管阵列，只是不是为了吸收光而已。西非加蓬蛇（West AfricanGabon viper）的背部鳞片具有特定的“叶状”结构，形成了自然界最深的颜色。这种深色的结构颜色帮助它在其森林栖息地形成了精妙的伪装。
西非加蓬蛇的背部鳞片有自然界最深的颜色
“最黑的黑色”
黑色材料能够吸收光能并将其转化为热能。由于垂直对齐的纳米管阵列几乎吸收所有的光，它可以应用于热收集系统，如太阳能电池板。
一些很精密的光学仪器，如望远镜，需要极少量的杂散光或不需要光，当在它们的光学系统中添加垂直对齐的纳米管阵列涂层时，可以大大提高其灵敏度。这样望远镜可以观察到更遥远的星星。
信噪比（signal-to-noise ratio）是描述信号中有效成分与噪声成分的比例关系参数。作为器材设备的一个参数，增大或改善信噪比是提高通信质量的一项主要任务。 在红外或热传感器系统中，使用垂直对齐的纳米管阵列可以提高信噪比并使其具有更好的热检测分辨率。
然而，这种纳米管阵列涂层相对脆弱，通常需要谨慎保护或封装在仪器内。 光的反射
人们可以看到颜色，是因为光线被物体所反射。当人们看到这种垂直对齐的纳米管阵列时会感到不安，因为它吸收了几乎所有的光，如此黑的颜色会令人的大脑感到空虚而无法正常思考。在有些应用中，纳米管阵列涂层起到了决定性作用。但有时人们也希望能够看到尽可能多的颜色。
某些镜子会应用于吸收太阳能，它们需要高反射涂层，这样能够反射所有的光线，并将太阳能的能量集中到单个点以产生热量，然后可以用这些热量来发电。
人们还会在开发汽车视觉效果中应用到高反射涂层，而且会在涂层中嵌入微粒，形成缎面光泽。这些微粒由玻璃制成，散射入射的光，这样就会在涂层表面形成均匀的缎面效应，汽车看上去也会更加具有光泽，达到吸引顾客的目的。在以前，一般会在汽车表面进行电镀达到缎面效应。采用高反射涂层能够替代电镀技术，避免了电镀过程中使用的致癌物质，起到了跟电镀一样的效果且不会造成环境问题。
欧洲沙丁鱼的鳞片也使用反光结构颜色
当把不同折射率的材料进行分层排布也会产生新的颜色。每种材料对光的折射能力不同，当把多种材料层叠在一起并控制其厚度时，光的折射路径就会受到干扰。比如，人们看到水面上有油时，在不同的角度看到的颜色都不一样。
毫无疑问，这种高反射结构颜色在自然界已有先例。欧洲沙丁鱼就是最具说服力的例子。
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