科学家声称，气凝胶的基本制备原理是除去凝胶中的溶剂，让其保留完整的骨架。在以往制备气凝胶的案例中，科学家主要采用溶胶—凝胶法和模板导向法。前者可以批量合成，但是可控性差；后者能产生有序的结构，但依赖于模板的精细结构和尺寸，难以大量制备。高超课题组另辟蹊径，探索出无模板冷冻干燥法：将溶解了石墨烯和碳纳米管的水溶液在低温下冻干，便获得了“碳海绵”，并且可以任意调节形状，令生产过程更加便捷，也使这种超轻材料的大规模制造和应用成为可能。湿凝胶经超临界干燥所得到的材料，称之为气凝胶。双金属气凝胶技术指导
气凝胶因其半透明的色彩和超轻重量，有时也被称为“固态烟”或“冻住的烟”。这种新材料看似脆弱不堪，其实非常坚固耐用，能承受1400摄氏度的高温。气凝胶的这些特性在航天探测上有多种用途。俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”探测器上，都用到了气凝胶材料。美国国家宇航局研制出的一种新型气凝胶，由于密度只有每立方厘米3毫克，曾作为“世界上密度极低的固体”入选《吉尼斯世界纪录》。2013年2月27日，中国浙江大学高分子科学与工程系实验室的研究团队制作，由高超教授（中国）领导制作的石墨烯气凝胶，密度为0.16mg/cm³。创造了新的吉尼斯世界纪录。该材料于2013年2月27日在《自然》杂志上公布。双金属气凝胶技术指导气凝胶中一般80%以上是空气。
家用电子电器绝热保温材料种类繁多，目前市面上出现的极新的隔热保温材料气凝胶，可以说是代替传统隔热保温材料的极好材料。气凝胶具有优良的隔热性能和很好的施工性能，可用于仪器设备、电热元件的绝缘和隔热。很高可用于1000℃左右的保温环境，不仅如此，气凝胶隔热保温材料优良的保温绝缘性能还体现在以下几个方面：低导热系数，常温下导热系数0.018W/m·k;优良的憎水性能，憎水率≥99%;优良的机械加工性能;强、抗撕扯;高柔韧性;安全环保无毒;A级防火等。
气凝胶起初是由S.Kistler命名，由于他采用超临界干燥方法成功制备了二氧化硅气凝胶，故将气凝胶定义为：湿凝胶经超临界干燥所得到的材料，称之为气凝胶。在90年代中后期，随着常压干燥技术的出现和发展，90年代中后期普遍接受的气凝胶的定义是：不论采用何种干燥方法，只要是将湿凝胶中的液体被气体所取代，同时凝胶的网络结构基本保留不变，这样所得的材料都称为气凝胶。气凝胶的结构特征是拥有高通透性的圆筒形多分枝纳米多孔三位网络结构，拥有很高孔洞率、极低的密度、高比表面积、超高孔体积率，其体密度在0.003-0.500g/cm-3范围内可调。（空气的密度为0.00129g/cm-3）。气凝胶材料对生态环境环保友好。
炭气凝胶极大的特点就是其在惰性及真空氛围下高达2000℃的耐温性，石墨化后耐温性能甚至能达到3000℃，而且炭气凝胶中的炭纳米颗粒本身就具备对红外辐射极好的吸收性能，从而产生类似于红外遮光剂的效果，因此其高温热导率较低。但是在有氧条件下，炭气凝胶在 350℃以上便发生氧化，这使得其在高温隔热领域的应用受到了极大地限制。随着 SiC、MoSi2、HfSi2、TaSi2等高抗氧化性涂层的发展， 在炭气凝胶材料表面涂覆致密的抗氧化性涂层，阻止氧气的进一步扩散，将使该材料具备极大的应用前景。碳化物材料具备极好的抗氧化性能，但是其本身热导率较高，将其制成含有三维立体网络状结构的气凝胶，可以极大地降低材料的热导率，进一步提高材料的隔热性能。目前国内外对于碳化物气凝胶的研究还相对较少，特别是对于成形性良好的块状碳化物气凝胶的研究尚处于初始阶段，对于其作为高效隔热材料的研究也较为匮乏，限于对该材料的制备与表征。经过测试证实，气凝胶对人体无毒无害，不吸收，绿色环保。双金属气凝胶技术指导
天阳气凝胶纸减震性能良好。双金属气凝胶技术指导
在电池领域，目前锂离子动力电池组热失控事故时有发生，阻止热失控电芯向电池其他系统传热是主要解决思路。气凝胶毡具有防火、隔热、阻燃的特性，而且质感柔软、易于加工，是非常理想的预防材料；另外在热电池应用领域，气凝胶作为热电池保温筒的隔热材料能够解决多领域对热电池的高性能、长寿命的要求。目前新开发的气凝胶玻纤毡能够将电池包高温耐受能力提高至800℃以上，高度提高电池的耐热性。在交通领域，气凝胶材料主要应用在汽车防火隔热保温降噪层，大容量电池组防火防水保温盒，危险化学品运输车、液化天然气运输船等特种运输工具的保温防火层，高铁和地铁车体保温隔热降噪防火层等。在交通事故引发的火灾中，着火点一般集中在发动机仓位置。在发动机仓和驾驶舱之间加一层气凝胶防火隔离墙，可以阻隔火势蔓延到驾驶舱中。双金属气凝胶技术指导
