科學家聲稱，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，科學家主要采用溶膠—凝膠法和模板導向法。前者可以批量合成，但是可控性差；后者能產生有序的結構，但依賴于模板的精細結構和尺寸，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”，并且可以任意調節形狀，令生產過程更加便捷，也使這種超輕材料的大規模制造和應用成為可能。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成。在溶膠凝膠過程中，通過控制溶液的水解和縮聚反應條件，在溶體內形成不同結構的納米團簇，團簇之間的相互粘連形成凝膠體，而在凝膠體的固態骨架周圍則充滿化學反應后剩余的液態試劑。為了防止凝膠干燥過程中微孔洞內的表面張力導致材料結構的破壞，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，使凝膠內的液體發生相變成超臨界態的流體，氣液界面消失，表面張力不復存在，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、具有納米量級連續網絡結構的低密度氣凝膠材料。防腐氣凝膠批發2mm厚的氣凝膠保溫服與30mm的羽絨服保溫效果相當。

與傳統絕熱產品比較,納米孔氣凝膠絕熱產品可以用更輕的質量、更小的體積到達等效的隔熱效果。它具有很好的熱穩定性、耐熱沖擊性以及隔熱保暖性，可以代替傳統的礦藏棉，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、爐窯及其它熱工設備頂用氣凝膠隔熱復合產品代替傳統的保溫產品,可很大削減熱能丟失。將納米孔超級絕熱產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羽絨服更薄一些，而且保溫性能極好。克羅值是評定衣服保暖效果的重要指標。研究者們總結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為環境溫度；Φ為單位面積的單層服裝在單位時間內傳遞的熱量，一般取M的75%，M為人的基礎代謝熱量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厚的氣凝膠復合棉纖氈的克羅值為1.73。理論上，人體單穿一件內襯0.6cm厚氣凝膠復合棉纖氈的衣服，即可在-8℃的環境溫度下保證溫暖。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星發射中心成功首飛!其中高性能納米氣凝膠隔熱氈產品為火箭燃氣管路系統提供了有效的隔熱保溫手段，為本次成功發射提供有力保障。宇航服內的夾層也應用氣凝膠來隔熱，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。可以作為核潛艇、蒸汽動力導彈驅逐艦的核反應堆、蒸發器、鍋爐以及復雜的高溫蒸汽管路系統的高效隔熱材料，可以增強隔熱效果，降低艙內溫度，同時有效降低隔熱材料的用量，增大艙內的使用空間，有效改善各種工作環境。氣凝膠隔熱保溫材料可以用更輕的質量、更小的體積達到更好的隔熱效果，這一特點在航空、航天應用領域具有極大的優勢。氣凝膠材料保存期長，性能穩定不變異。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產生的X光激光的光束質量，節約驅動能，利用微球形節點結構的新型多孔靶，能夠實現等離于體三維絕熱膨脹的快速冷卻，提高電子復合機制產生的x光激光的增益系數，利用極低密度材料吸附核燃料，可構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絡結構、巨大的比表面積、結構介觀尺度上可控，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