Aerogelul este un material avansat care deține 15 înregistrări în Cartea Recordurilor Guinness pentru proprietăți precum solidul cu cea mai mică densitate și cel mai bun izolator. Este o substanță pe bază de silice, constând dintr-o rețea dendritică liberă a atomului de siliciu. Aerogelul este fabricat prin îndepărtarea delicată a lichidului, de obicei etanol, dintr-un alcogel de silice, înlocuindu-l cu nimic altceva decât aer, care reprezintă 99.8% din produsul final. Unele aerogeluri au o densitate de până la 001 grame pe centimetru cub (0005 uncii pe inch cub).
Senzația tactilă a aerogelului este ca cea a spumei de plastic dur. Aspectul său fizic este semi-transparent ca cel al ceții solidificate, ceea ce ia adus porecla de „fum înghețat”. Aerogelul se sparge ușor, făcându-l nepotrivit ca izolator de sine stătător pentru ferestre, dar poate suporta de până la 2000 de ori propria greutate. Este foarte scump din cauza substanțelor chimice și proceselor care stau la baza fabricării sale, costând până la 300 USD pe inch cub (2.54 centimetri cubi), deși prețurile sunt în scădere. Există diferite varietăți de aerogel, cu culori și puteri ușor diferite, bazate pe variațiile procesului de fabricație.
Aerogelul a fost creat de Steven Kistler în 1931, dar aplicațiile sale nu au fost realizate cu adevărat până în anii șaizeci și șaptezeci. Anii 1980 au cunoscut o renaștere în domeniul aerogelurilor, instituții de top precum NASA și Berkeley Labs lucrând la cercetare în domeniu. Au fost considerate ca un înlocuitor pentru spuma poliuretanică din frigidere și ca un izolator pentru ferestre. Aerogelul a fost folosit în misiunile spațiale NASA pentru a prinde particule de micrometeoriți pentru studiu fără a le deteriora structura.
Aerogelul este produs prin eliberarea întregii ape dintr-un silicagel coloidal fără a perturba structura sa generală. Când gelurile se sting la temperaturi și presiuni normale, tensiunea superficială din porii minusculi ai gelului face ca structura să se îngusteze și să se reducă la aproximativ de 10 ori volumul său original. În fabricarea aerogelului, un gel este plasat într-un vas cu căldură mare (280°C sau 536°F) și presiune (1800 de lire sterline pe inch pătrat, sau 1241 Newtoni pe centimetru pătrat). Acest lucru face ca lichidul din gel să intre într-o stare supercritică, permițând o tranziție de fază de la lichid la gaz fără contracția însoțitoare, care determină colapsul unei structuri fine de gel. Acest proces este cunoscut sub numele de uscare supercritică. La început, procesul a durat zile pentru a crea aerogeluri, dar îmbunătățirile au comprimat timpul de uscare la câteva ore. Procesul este încă unul care consumă energie, ceea ce duce la costul ridicat al aerogelurilor.
Aerogelurile se califică cu adevărat drept „material din era spațială”, un aranjament avansat al materiei fără natură analogă. Poate fi folosit într-o zi într-o gamă largă de aplicații, de la izolație pentru locuințe până la noi forme de lucrări de artă. Mulți tineri cercetători se concentrează asupra acestor lucruri, amestecând aerogelul cu aditivi precum carbonul pentru a-i crește proprietățile izolante sau lucrând pentru a minimiza dimensiunea porilor pentru a face aerogelul cât mai transparent posibil. Există multe direcții pentru cercetări viitoare și multe aplicații potențiale dacă această cercetare dă roade.