کاربردهای فناوری نانو  مرتبط با بهینه سازی مصرف انرژی عبارتند از: مواد عایق، ائروژل ها و فوم هاي نانوساختار و پوشش های شیشه.

مواد عايق

بشر در طول تاريخ از مواد طبيعي براي عايق‌بندي استفاده كرده است. اگرچه مواد قديمي در هر موقعيتي كه كاربرد توده اي آن‌ها امكان‌پذير مي بود مانند فضاهاي خالي ديوار خوب عمل مي‌كردند، اما براي كاربردهايي مثل شيشه‌كاري كه مقادير قابل توجه‌اي گرما مي‌تواند جذب يا دفع شود، مناسب نيستند. فناوري نانو خصوصيات عايق بندي بالايي را ممکن مي سازد که به پوشش‌ها يا لفاف‌هاي نازك‌تر امكان مي دهد تا از اتلاف يا جذب حرارت بالا جلوگيري کند. کاري كه با مواد معمول امكان‌پذير نيست.

ائروژل ها و فوم هاي نانوساختار

براي درک بهتر از ائروژل ها معناي اين کلمه را ژل محتوي هوا در نظر بگيريد. ژل‌هاي هوادار نوعي عايق‌بندي برپايه‌ فناوري نانو هستند، آن‌ها مي‌توانند چيزي بين دو تا هشت برابر مؤثرتر از عايق‌بندهاي قديمي باشند. به ‌اين وسيله باعث ذخيره انرژي قابل توجهي مي‌شوند و در نتيجه به محيط زيست سود مي‌رسانند. علت اين كه آن‌ها خيلي مؤثر هستند اين است كه از مواد جامد خيلي كوچك ساخته شده‌اند که 96 درصد حجم آنها هوا است. بيشتر ائروژل ها سليکوني يا کربني هستند.

ژل‌هاي هوادار مصارف و كاربردهاي متنوعي دارند و نبايد صرفاً براي مصارف خانگي تصور شوند.آن‌ها مي‌توانند در جاهايي که منع جريان هاي آتش و صوت مورد نياز است، بهبود حاصل کنند و معمولاً كوچك‌تر و سبك‌تر از روش‌هاي عايق‌بندي متعادل هستند. ژل‌هاي هوادار در حال حاضر مي‌توانند در لوله هاي نفت، گاز طبيعي، كشتي‌هاي جنگي، ساختمان و ساختمان‌سازي، چكمه، كت و موارد زياد ديگري مورد استفاده قرار گيرند. ناسا از ژل‌هاي هوادار براي عايق‌بندي لباس‌هاي فضانوردان در جو سرد فضا استفاده مي‌كند در حالي كه كوهنوردان حرفه‌اي چكمه‌ها و لباس‌هايشان را با ژل‌هاي هوادار عايق‌بندي مي‌كنند.

فوم هاي نانوساختار هم با به حداكثر رساندن هواي به دام افتاده مربوط به توده جامد به همان طريق عمل مي‌كنند. اين‌ فوم ها از تركيب‌ پليمرها و مواد نانوساختار مثل ذرات نانو‌ي سراميكي و نانو‌لوله‌‌هاي كربني ساخته شده‌اند.

پوشش‌هايي براي شيشه

علاوه بر شيشه هاي خود تميز شونده (Self-cleaning) كاربردهاي ديگري از فناوری نانو نيز براي صنعت شيشه وجود دارد و يا در حال توسعه هستند. در نتيجه پيشرفت‌هاي فناوري نانو، پنجره‌هاي هوشمند به زودي به بازار خواهند آمد. اين پنجره‌ها طوري طراحي شده اند که مي توانند با محيطشان تعامل و سازگاري داشته باشند. يك مثال پوشش شيشه‌اي است كه گرماي بيش از حد را دفع خواهد‌كرد. اين شيشه هوشمند به ‌خصوص در ماه‌هاي گرم تابستان كه هزينه تهويه‌ هوا مي‌تواند گران باشد موثر واقع مي شود.

البته سال ها است که پنجره‌هاي رنگي كه پرتوهاي خورشيد را دفع مي‌كنند در دسترس هستند، با اين حال آن‌ها نور را به مانند گرما مسدود مي‌كنند و فعاليتشان از ايده‌آل به دور است. اكنون پوشش‌هاي نازك نانويي دي‌اكسيد واناديوم مخلوط شده با فقط 1.9 % فلز تنگستن مي‌توانند در پنجره‌ها استفاده شوند و به عنوان انعكاس دهنده‌هاي گرما عمل كنند، در حالي‌كه هم‌چنان تمام نور مرئي را از خود عبور مي‌دهند. ضخامت نانومتري و مخلوط پوشش مي‌توانند دقيقاً تعيين کنند که در چه دمايي، حرارت منعكس شود. اين به اين معنا است كه ادارات و منازل مي‌توانند بدون استفاده بيش از حد از سيستم هاي تهويه اي گران قيمت، خنك باقي بمانند و هزينه‌ها را هم از نظر مالي و هم از نظر محيطي به طور چشمگيري كاهش دهد.