科學(xué)家聲稱，氣凝膠的基本制備原理是除去凝膠中的溶劑，讓其保留完整的骨架。在以往制備氣凝膠的案例中，科學(xué)家主要采用溶膠—凝膠法和模板導(dǎo)向法。前者可以批量合成，但是可控性差；后者能產(chǎn)生有序的結(jié)構(gòu)，但依賴于模板的精細結(jié)構(gòu)和尺寸，難以大量制備。高超課題組另辟蹊徑，探索出無模板冷凍干燥法：將溶解了石墨烯和碳納米管的水溶液在低溫下凍干，便獲得了“碳海綿”，并且可以任意調(diào)節(jié)形狀，令生產(chǎn)過程更加便捷，也使這種超輕材料的大規(guī)模制造和應(yīng)用成為可能。天陽氣凝膠紙A1級防火。江西實用氣凝膠圖片

氣凝膠的制備通常由溶膠凝膠過程和超臨界干燥處理構(gòu)成。在溶膠凝膠過程中，通過控制溶液的水解和縮聚反應(yīng)條件，在溶體內(nèi)形成不同結(jié)構(gòu)的納米團簇，團簇之間的相互粘連形成凝膠體，而在凝膠體的固態(tài)骨架周圍則充滿化學(xué)反應(yīng)后剩余的液態(tài)試劑。為了防止凝膠干燥過程中微孔洞內(nèi)的表面張力導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)的破壞，采用超臨界干燥工藝處理，把凝膠置于壓力容器中加溫升壓，使凝膠內(nèi)的液體發(fā)生相變成超臨界態(tài)的流體，氣液界面消失，表面張力不復(fù)存在，此時將這種超臨界流體從壓力容器中釋放，即可得到多孔、無序、具有納米量級連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的低密度氣凝膠材料。防腐氣凝膠批發(fā)2mm厚的氣凝膠保溫服與30mm的羽絨服保溫效果相當。

與傳統(tǒng)絕熱產(chǎn)品比較,納米孔氣凝膠絕熱產(chǎn)品可以用更輕的質(zhì)量、更小的體積到達等效的隔熱效果。它具有很好的熱穩(wěn)定性、耐熱沖擊性以及隔熱保暖性，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦藏棉，使房子既隔熱又保暖。假如將其用于高層建筑，則可代替一般幕墻玻璃，很大減輕建筑物自重，并能起到防火效果。此外，在管道、爐窯及其它熱工設(shè)備頂用氣凝膠隔熱復(fù)合產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)的保溫產(chǎn)品,可很大削減熱能丟失。將納米孔超級絕熱產(chǎn)品氣凝膠運用于太陽能熱水器的儲水箱、管道和集熱器，集熱效率可進步1倍以上，而熱丟失下降到現(xiàn)有水平的30%以下。并且，運用前后可以堅持不粉化、不脆化、不老化；不支持霉菌成長，歸納功能長期堅持不變；運用年限長，可與建筑物保持相同的壽命年限。

在日常生活中，凡是需要保溫的地方，氣凝膠都具有應(yīng)用的可能性。氣凝膠滑雪服：超薄的保溫厚度和良好的柔韌性，A級防火性能和荷葉般的疏水性能，使氣凝膠防寒服相比傳統(tǒng)羽絨服更薄一些，而且保溫性能極好?？肆_值是評定衣服保暖效果的重要指標。研究者們總結(jié)出了一個服裝熱阻計算公式：Iclo=6.45×[（tS-tA）/Φ]-0.8在這一公式中，tS為人體溫度，通常取33.3℃；tA為環(huán)境溫度；Φ為單位面積的單層服裝在單位時間內(nèi)傳遞的熱量，一般取M的75%，M為人的基礎(chǔ)代謝熱量58W/m；Iclo為人體身上穿的所有衣服克羅值（clo）的總和，檢測表明，0.2cm厚的氣凝膠復(fù)合棉纖氈的克羅值為1.73。理論上，人體單穿一件內(nèi)襯0.6cm厚氣凝膠復(fù)合棉纖氈的衣服，即可在-8℃的環(huán)境溫度下保證溫暖。氣凝膠的制備通常由溶膠凝膠過程和超臨界干燥處理構(gòu)成。

2016年11月3日晚上20：:43，我國新一代大運力運載火箭長征五號在海南文昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功首飛!其中高性能納米氣凝膠隔熱氈產(chǎn)品為火箭燃氣管路系統(tǒng)提供了有效的隔熱保溫手段，為本次成功發(fā)射提供有力保障。宇航服內(nèi)的夾層也應(yīng)用氣凝膠來隔熱，從而達到保護宇航員的效果。氣凝膠保溫材料可作為飛機機艙的隔熱層材料?？梢宰鳛楹藵撏?、蒸汽動力導(dǎo)彈驅(qū)逐艦的核反應(yīng)堆、蒸發(fā)器、鍋爐以及復(fù)雜的高溫蒸汽管路系統(tǒng)的高效隔熱材料，可以增強隔熱效果，降低艙內(nèi)溫度，同時有效降低隔熱材料的用量，增大艙內(nèi)的使用空間，有效改善各種工作環(huán)境。氣凝膠隔熱保溫材料可以用更輕的質(zhì)量、更小的體積達到更好的隔熱效果，這一特點在航空、航天應(yīng)用領(lǐng)域具有極大的優(yōu)勢。氣凝膠材料保存期長，性能穩(wěn)定不變異。江西實用氣凝膠圖片

氣凝膠看上去像凝固的煙，但它的成分與玻璃相似。江西實用氣凝膠圖片

納米多孔材料具有重要應(yīng)用價值，如利用低于臨界密度的多孔靶材料，可望提高電子碰撞激發(fā)產(chǎn)生的X光激光的光束質(zhì)量，節(jié)約驅(qū)動能，利用微球形節(jié)點結(jié)構(gòu)的新型多孔靶，能夠?qū)崿F(xiàn)等離于體三維絕熱膨脹的快速冷卻，提高電子復(fù)合機制產(chǎn)生的x光激光的增益系數(shù)，利用極低密度材料吸附核燃料，可構(gòu)成激光慣性約束聚變的高增益冷凍靶。氣凝膠纖細的納米多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、巨大的比表面積、結(jié)構(gòu)介觀尺度上可控，成為研制新型低密度靶的很好候選材料。江西實用氣凝膠圖片