Toplina je prijenos energije s tijela visoke temperature na tijelo niže temperature i temeljna je veličina u fizici. Materijal koji inhibira prijenos topline poznat je kao toplinski izolator, i to je upravo taj materijali koji se mogu koristiti za održavanje predmeta izoliranih od okoliša i održavanje visokog ili niskog nivoa temperatura. Postoji mnogo vrsta toplinskih izolatora, a oni su kvantificirani njihovom R-vrijednošću. Što je veća R-vrijednost, to je učinkovitija u usporavanju prijenosa topline.
Aerogel
Aerogeli su vrsta čvrstih materijala koji imaju niz ekstremnih svojstava, uglavnom zbog njihove vrlo male gustoće. Aerogeli su porozne prirode i stoga imaju 95 do 99 posto volumena zraka. Mogu se izrađivati od različitih materijala, uključujući silicijev dioksid (silicijev dioksid), oksidi prijelaznih metala i poluvodičke nanostrukture. Aerogeli imaju vrlo nisku toplinsku vodljivost i stoga mogu izolirati predmete od ekstremnih temperatura. Kao toplinski izolator pronašao je primjenu u Marsovim roverima, hladnjacima / zamrzivačima i umotavanju cijevi.
Stakloplastika
Stakloplastika je jedan od najčešćih toplinskih izolatora koji se danas koristi. Sastoji se od finih niti stakla koje su utkane u izolacijski materijal. Najmanja staklena vlakna znače da s njima treba pažljivo rukovati odgovarajućom sigurnosnom opremom, poput rukavica, zaštite za oči i maske. Izvrstan je toplinski izolator s R-vrijednostima u rasponu od 2,9 do 3,8 po inču, a također je jeftin za kupnju. Izolaciju od stakloplastike pronaći ćete u zidovima i potkrovljima mnogih modernih domova.
Celuloza
Celuloza je prirodni materijal koji se nalazi u biljkama i drveću i stoga je izvrstan izbor za ekološke potrošače. Celuloza je linearni polimer koji se sastoji od molekula glukoze. Od njega se izrađuje papir, koji se nakon toga može reciklirati za proizvodnju izolacije od celuloze. Celulozna izolacija ima R-vrijednosti između 3,1 i 3,7 po inču. Budući da papir od kojeg je izrađen može izgorjeti, proizvođači celulozne izolacije obično ga miješaju s malom količinom borne kiseline kao usporivač plamena. Visok reciklirani sadržaj učinio ga je popularnim izolatorom za domove.
Polistiren
Polistiren je polimerni materijal koji se proizvodi od nafte. Jedna je od najčešće korištenih plastika i izvrstan je toplinski izolator. Postoje dvije vrste materijala - ekspandirani i ekstrudirani polistiren. Dvije vrste materijala nude različite izvedbe toplinske izolacije. Izolacija ekspandiranog polistirena ima R-vrijednost 5,5 po inču, dok ekstrudirani materijal ima R-vrijednost 4. Polistiren se koristi kao izolacija za domove, zamrzivače i hladnjake, cijevi i kotlove za toplu vodu.