Migliorare l’efficienza energetica e incentivare l’innovazione tecnologica. Con questi obiettivi l’Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) del Dipartimento per l'Energia statunitense ha stanziato 31 milioni di dollari per finanziare 14 progetti che fanno parte del programma Single-Pane Highly Insulating Efficient Lucid Design (SHIELD). Il team di ricerca del progetto sta sviluppando dei rivestimenti innovativi per finestre e nuove tecnologie per il vetro adatti alla riqualificazione di edifici, commerciali e residenziali, esistenti.
"Il programma SHIELD illustra l'impegno di ARPA-E di supportare le nuove tecnologie - ha dichiarato Ellen D. Williams, Direttore di ARPA-E. "Lo sviluppo di nuovi materiali per il retrofit di finestre a vetro singolo può consentire una forte riduzione dei consumi energetici e quindi dei costi.” Materiali innovativi applicabili a finestre esistenti
Il programma di SHIELD accelererà lo sviluppo di materiali che potrebbero dimezzare gli sprechi senza dover sostituire le finestre esistenti. Le finestre di molti edifici sono vecchie e non isolano affatto ma non sempre è possibile, per ragioni strutturali o di costi, la loro sostituzione con sistemi più moderni ed efficienti.
I ricercatori stanno sviluppando nuovi prodotti che possono essere installati nei sistemi esistenti, migliorandone l’isolamento termico ed acustico.
Oltre agli incentivi al programma SHIELD, l’ ARPA-E ha stanziato ulteriori 8 milioni di dollari per tre progetti destinati a piccole imprese nell’ambito dei programmi Small Business Innovation Research (SBIR) e Small Business Technology Transfer (STTR).
Si investe nelle nanotecnologie
Vediamo due esempi che rientrano nei due programmi di ricerca. 
Il primo (finanziato nell’ambito di SHIELD), sviluppato dalla University of Colorado Boulder, riguarda una nuova pellicola trasparente flessibile che può essere applicata sui vetri delle finestre esistenti. La barriera termica si basa su strati cristallini liquidi di aerogel e nanocellulosa che sono fortemente basso emissivi. Il materiale è prodotto utilizzando dei nanotubi di cellulosa a basso costo sintetizzati dai rifiuti dell'industria alimentare. Il team mira a produrre un film che il consumatore può facilmente applicare, riducendo i costi installativi.
Il secondo rientrante nei programma SBIR / STTR, viene da NanoSD, Inc., una società di San Diego, che sta sviluppando una pellicola trasparente e nanostrutturata che può essere applicata sulle finestre a singolo vetro per incrementarne l’isolamento termico. La soluzione prevede un ulteriore rivestimento basso emissivo per migliorare ulteriormente l’efficienza e l’incorporazione di materiali in grado di resistere alle abrasioni e che combattano fenomeni di condensa. Per abbattere i costi NanoSD vuole incorporare tutti questi passaggi produttivi grazie a una tecnica di produzione roll-to-roll.
