Cristales fotónicos: son arquitecturas fotónicas ordenadas en la escala nanométrica, con dimensiones similares a la longitud de onda a la luz incidente, capaces de interferir con la luz visible. Producen la coloración estructural. Los colores brillantes de algunas mariposas, escarabajos o pájaros no se deben a la presencia de pigmentos que absorben selectivamente la luz, sino a la presencia de éstas estructuras fotónicas. Por ejemplo las plumas de los pavos reales tienen una pigmentación marrón, pero su estructura las hace parecer azules, turquesa y verdes y frecuentemente parecen poseer irisdiscencia. Las alas de la mariposa Morpho tienen colores brillantes producidos por intrincadas microestructuras tan pequeñas que no pueden ser observadas por los microscopios ópticos. Los abejarucos europeos le deben sus brillantes colores a las microestructuras de redes de difracción en sus plumas. El calamar de aleta larga Loligo pealeii ha sido estudiado por su habilidad para cambiar de color.

Las celdas solares orgánicas: son una tecnología de celdas fotovoltaicas hechas con polímeros orgánicos semiconductores, de bajo coste y no tóxicos, que producen energía limpia: electricidad a partir de la luz. Son una alternativa a las celdas inorgánicas de silicio.

El efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía lumínica (fotones) en energía eléctrica (electrones). Si los electrones son capturados, se genera una corriente eléctrica que se puede utilizar como electricidad.

El efecto termoeléctrico: es la conversión directa de la diferencia de temperatura a voltaje eléctrico y viceversa. Un dispositivo temoeléctrico crea un voltaje cuando hay una diferencia de temperatura a cada lado. Por el contrario cuando se le aplica un voltaje, crea una diferencia de temperatura, lo que es conocido como efecto Peltier. Este efecto se puede usar para generar electricidad, medir temperatura, enfriar objetos o calentarlos o cocinarlos.

Materiales termoeléctricos orgánicos e inorgánicos: convierten el calor en electricidad. Podrían ser los elementos de potencia de dispositivos pequeños, tanto para aplicaciones portátiles como para sensores. Además, podrían aumentar la eficiencia energética al reciclar el calor desperdiciado en la mayoría de las actividades humanas o directamente del sol. Los termoeléctricos orgánicos son para aplicaciones de baja temperatura, y los inorgánicos (de silicio/germanio) para temperaturas más altas.

Las baterías de última generación: más allá de las baterías de Li-ion, son las baterías que usan otros cationes, como el sodio (Na), el calcio (Ca) o el magnesio (Mg). Éstas materiales se están investigando para usarse como alternativa a la tecnología de Li-ion debido a su mayor abundancia y menor coste.

Metamateriales: material artificial con propiedades electromagnéticas inusuales, debido a su estructura, como la invisibilidad, ya que pueden afectar las ondas electromagnéticas y las de sonido.

Electroquímica: rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química, y que es el principio de las baterías, donde una diferencia de potencial eléctrico es creada como consecuencia de una reacción química.