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超导磁能储存（SMES）系统将能量储存在超导线圈中的直流电流所产生的磁场中。只要线圈保持在超导温度下，能量就可以无限存储，因为几乎不会因电阻而造成能量损失。存储的能量由 [latex]E = \frac{1}{2} 给出。L I^2[/latex].

失效物理学（PoF）是一种可靠性工程方法，它利用材料科学和物理学知识来理解失效的根本原因机制并建立模型。它不单纯依赖过去故障的统计数据，而是通过分析导致退化和故障的物理过程（如疲劳、腐蚀、蠕变）来预测故障。

量子尺寸效应描述的是当材料的尺寸接近纳米级时，其电子和光学特性发生变化的现象。当材料的尺寸与电子的德布罗格利波长相当时，就会产生量子约束。这将量子化电子能级，从而产生与尺寸相关的带隙，[latex]E_g(R) \approx E_{g,\b\u\lk} + \frac\{hb}.+ （\frac{1}{m_e^*} + \frac{1}{m_h^*}）[/latex]。

放电深度 (DoD) 表示电池容量已释放的百分比。它是充电状态 (SoC) 的倒数，其中 100% DoD 表示电池电量已耗尽。电池的循环寿命与其平均 DoD 高度相关；较低的 DoD 循环次数（例如，仅放电至容量的 80%）可显著增加电池的循环次数。

钕磁铁是目前市面上磁力最强的永磁体。它是钕、铁和硼的三元合金，化学计量式为Nd2Fe14B。其强大的磁力源于其四方晶体结构所赋予的高磁各向异性和饱和磁化强度。然而，钕磁铁易碎、易腐蚀，且居里温度较低。

单电子晶体管 (SET) 是一种利用受控电子隧穿效应来操控单个电子流动的开关器件。它由一个量子点（“岛”）组成，该量子点通过隧道结耦合到源极和漏极引线，并通过电容耦合到栅极。其工作原理依赖于库仑阻塞效应，从而实现极高的灵敏度和低功耗。

自上而下的合成是指从较大的块体材料开始，将其分解或图案化至纳米尺度，从而创建纳米材料。关键技术包括球磨等机械方法和光刻方法，例如光刻、电子束光刻和纳米压印光刻。这些方法通常用于创建结构化表面和集成电路，但可能会受到表面缺陷的影响。

飞轮储能（FES）的工作原理是将转子（飞轮）加速到非常高的速度，并将能量作为旋转动能保持在系统中。存储的能量与转速的平方成正比。当能量被提取出来时，飞轮的旋转速度会减慢。存储能量的计算公式为 [latex]E = \frac{1}{2}I \omega^2[/latex]，其中 I 是惯性矩，ω 是角速度。.

分子电子学探索利用单个分子或纳米级分子集合作为基本电子元件。该方法旨在构建微型化极限的电路，远远超越传统的硅基技术。关键元件包括分子线、开关和整流器，它们利用电子隧穿分子轨道等量子力学特性来实现功能。

锂离子电池通过插层机制发挥作用，即离子可逆地插入层状主材料中。在放电过程中，锂离子（[latex]Li^+[/latex]）从负极（阳极）（通常是石墨）脱闰，并通过非水电解质闰入正极（阴极）（通常是金属氧化物）。电子穿过外部电路，产生电流。

潮湿空气中液面上水的平衡蒸汽压（[latex]p^*_{H_2O,a}[/latex]）略大于纯水表面的平衡蒸汽压（[latex]p^*_{H_2O}[/latex]）。水蒸气增强因子 [latex]f_w[/latex] 可以量化这种差异，它取决于温度和潮湿空气的压力。其关系为 [latex]p^*_{H_2O,a} = f_w(T, p_{ms}) \cdot p^*_{H_2O}[/latex].

稀土磁铁是由稀土元素合金制成的强力永磁体。稀土磁铁开发于20世纪70年代和80年代，最常见的类型是钕磁铁（NdFeB）和钐钴磁铁（SmCo）。它们是目前已知的最强永磁体，产生的磁场比铁氧体或铝镍钴磁铁强得多，从而能够实现许多技术的小型化和性能提升。注意：“稀土元素”一词是历史上的误称。这些元素在地壳中并非极其稀有。铈是含量最丰富的元素，与铜相似，是第25位最丰富的元素。即使是含量最少的稳定稀土元素镥，其常见程度也比黄金高出近200倍。“稀有”标签的出现是因为它们难以分离。

锂离子 (Li-ion) 电池是一种可充电电池，放电时锂离子从负极（阳极）经电解质移动到正极（阴极），充电时再返回。它采用嵌入锂的化合物作为正极材料，通常使用石墨作为负极材料。锂的高反应性使其具有高能量密度。

1986 年，Georg Bednorz 和 K. Alex Müller 在一种陶瓷材料（一种镧基铜酸盐钙钛矿）中发现了超导性，临界温度约为 35 K。这明显高于当时传统超导体的约 23 K 记录，打破了超导性仅限于较低温度的信念，开辟了高温超导领域。