Cristalls fotònics: són arquitectures fotòniques a la nanoescala, amb dimensions similars a la longitud d'ona de la llum incident, capaços d'interferir amb la llum visible. Produeixen la coloració estructural. Els colors brillants d'algunes papallones, escarabats o ocells no es deuen a la presència de pigments que absorbeixen selectivament la llum, sinó a la presència d'aquestes estructures fotòniques. Per exemple les plomes dels paons tenen una pigmentació marró, però la seva estructura les fa semblar blaves, turquesa i verdes i freqüentment semblen posseir irisdiscencia. Les ales de la papallona Morpho tenen colors brillants produïts per intricades microestructures tan petites que no poden ser observades pels microscopis òptics. Els abellerols europeus li deuen els seus brillants colors a les microestructures de xarxes de difracció de les seves plomes. El calamar d'aleta llarga Loligo pealeii ha estat estudiat per la seva habilitat per canviar de color.

Les cèl·lules solars orgàniques: són una tecnologia de cèl·lules fotovoltaiques fetes amb polímers orgànics semiconductors, de baix cost i no tòxics, que produeixen energia neta: electricitat a partir de la llum. Són una alternativa a les cèl·lules inorgàniques de silici.

L'efecte fotovoltaic: transformació parcial de l'energia lumínica (fotons) en energia elèctrica (electrons). Si els electrons són capturats, es genera un corrent elèctric que es pot utilitzar com electricitat.

L'efecte termoelèctric: és la conversió directa de la diferència de temperatura a voltatge elèctric i viceversa. Un dispositiu temoeléctric crea un voltatge quan hi ha una diferència de temperatura a cada costat. Per contra quan se li aplica un voltatge, crea una diferència de temperatura, el que és conegut com efecte Peltier. Aquest efecte es pot utilitzar per generar electricitat, mesurar temperatura, refredar objectes o escalfar-los o cuinar-.

Materials termoelèctrics orgànics i inorgànics: converteixen la calor en electricitat. Podrien ser els elements de potència de dispositius petits, tant per a aplicacions portàtils com per a sensors. A més, podrien augmentar l'eficiència energètica al reciclar la calor desaprofitat en la majoria de les activitats humanes o directament del sol. Els termoelèctrics orgànics són per a aplicacions de baixa temperatura, i els inorgànics (silici/germani) per a temperatures més altes.

Les bateries d'última generació: més enllà de les bateries de ió-Li, són les bateries que fan servir altres cations, com el sodi (Na), el calci (Ca) o el magnesi (Mg). Aquests materials s'estan investigant per usar-se com a alternativa a la tecnologia de ió-Li per la seva major abundància i menor cost.

Metamaterials: material artificial amb propietats electromagnètiques inusuals, a causa de la seva estructura, com la invisibilitat, ja que poden afectar les ones electromagnètiques i les de so.

Electroquímica: branca de la química que estudia la transformació entre l'energia elèctrica i l'energia química, i que és el principi de les bateries, on una diferència de potencial elèctric és creada com a conseqüència d'una reacció química.