Warmte is de overdracht van energie van een lichaam met een hoge temperatuur naar een lichaam met een lagere temperatuur en is een fundamentele grootheid in de natuurkunde. Een materiaal dat de overdracht van warmte remt, staat bekend als een thermische isolator, en het zijn deze: materialen die kunnen worden gebruikt om objecten geïsoleerd te houden van de omgeving en een hoge of lage temperatuur. Er zijn veel soorten thermische isolatoren en ze worden gekwantificeerd door hun R-waarde. Hoe hoger de R-waarde, hoe effectiever het is om de overdracht van warmte te vertragen.
Aerogel
Aerogels zijn een klasse van vaste stoffen die een scala aan extreme eigenschappen hebben, voornamelijk vanwege hun zeer lage dichtheid. Aerogels zijn poreus van aard en hebben daarom een volume van 95 tot 99 procent lucht. Ze kunnen worden gemaakt van een verscheidenheid aan materialen, waaronder siliciumdioxide (silica), overgangsmetaaloxiden en halfgeleider-nanostructuren. Aerogels hebben een zeer lage thermische geleidbaarheid en kunnen daarom objecten isoleren tegen extreme temperaturen. Als warmte-isolator is het gebruikt in Mars-rovers, koelkasten/vriezers en verpakkingsmateriaal voor leidingen.
Glasvezel
Glasvezel is een van de meest gebruikte thermische isolatoren die tegenwoordig worden gebruikt. Het bestaat uit fijne strengen glas die zijn geweven tot een isolerend materiaal. Door de minuscule glasvezels moet er voorzichtig mee worden omgegaan met adequate veiligheidsuitrusting, zoals handschoenen, oogbescherming en een masker. Het is een uitstekende thermische isolator met R-waarden tussen 2,9 en 3,8 per inch en is bovendien goedkoop in aanschaf. U vindt glasvezelisolatie in de muren en zolders van veel moderne huizen.
Cellulose
Cellulose is een natuurlijk materiaal dat voorkomt in planten en bomen en is daarom een uitstekende keuze voor milieuvriendelijke consumenten. Cellulose is een lineair polymeer dat is opgebouwd uit glucosemoleculen. Het wordt gebruikt om papier te maken, dat vervolgens kan worden gerecycled om cellulose-isolatie te produceren. Cellulose-isolatie heeft R-waarden tussen 3,1 en 3,7 per inch. Omdat het papier waarvan het is gemaakt kan branden, mengen makers van cellulose-isolatie het meestal met een kleine hoeveelheid boorzuur als vlamvertrager. Het hoge gerecyclede gehalte heeft het tot een populaire isolator voor huizen gemaakt.
Polystyreen
Polystyreen is een polymeer materiaal dat wordt vervaardigd uit aardolie. Het is een van de meest gebruikte kunststoffen en is een uitstekende thermische isolator. Er zijn twee soorten materiaal: geëxpandeerd en geëxtrudeerd polystyreen. De twee soorten materiaal bieden verschillende thermische isolatieprestaties. Isolatie van geëxpandeerd polystyreen heeft een R-waarde van 5,5 per inch, terwijl het geëxtrudeerde materiaal een R-waarde van 4 heeft. Polystyreen heeft toepassingen als isolatie voor huizen, diepvriezers en koelkasten, leidingen en warmwaterboilers.