Aerogel je napredni materijal koji ima 15 upisa u Guinnessovu knjigu rekorda za svojstva kao što su krutina najniže gustoće i najbolji izolator. To je tvar na bazi silicija, koja se sastoji od labave dendritske mreže atoma silicija. Aerogel se proizvodi nježnim uklanjanjem tekućine, obično etanola, iz silicijevog alkogela, zamjenjujući ga ničim osim zraka, koji čini 99.8% konačnog proizvoda. Neki aerogelovi imaju gustoću od čak 001 grama po kubičnom centimetru (0005 unci po kubnom inču).
Taktilni osjećaj aerogela je kao kod tvrde plastične pjene. Njegov fizički izgled je poluproziran poput očvrsnute magle, zbog čega je dobio nadimak “smrznuti dim”. Aerogel se lako razbija, što ga čini neprikladnim kao samostalni izolator za prozore, ali može izdržati do 2000 puta više od svoje vlastite težine. Vrlo je skup zbog kemikalija i procesa koji su u osnovi njegove proizvodnje, a košta čak 300 dolara po kubičnom inču (2.54 kubična centimetra), iako cijene padaju. Postoje različite vrste aerogela, s malo različitim bojama i jačinom, na temelju varijacija u proizvodnom procesu.
Aerogel je stvorio Steven Kistler 1931., ali njegove primjene nisu bile istinski ostvarene sve do šezdesetih i sedamdesetih godina. Osamdesetih godina prošlog stoljeća došlo je do oživljavanja u području aerogela, s vrhunskim institucijama kao što su NASA i Berkeley Labs koji su radili na istraživanjima na tom području. Smatraju se zamjenom za poliuretansku pjenu u hladnjacima, te kao izolator za prozore. Aerogel je korišten u NASA-inim svemirskim misijama za hvatanje čestica mikrometeorita za proučavanje bez oštećenja njihove strukture.
Aerogel se proizvodi oslobađanjem sve vode iz koloidnog silika gela bez narušavanja njegove cjelokupne strukture. Kada gelovi izumru pod normalnim temperaturama i pritiscima, površinska napetost u sitnim porama gela uzrokuje da se struktura sužava i smanjuje na otprilike 10 puta svoj izvorni volumen. U proizvodnji aerogela, gel se stavlja u posudu visoke topline (280°C ili 536°F) i tlaka (1800 funti po kvadratnom inču, ili 1241 Newtona po kvadratnom centimetru). To uzrokuje da tekućina unutar gela prijeđe u superkritično stanje, dopuštajući fazni prijelaz iz tekućine u plin bez popratnog skupljanja koje uzrokuje kolaps fine strukture gela. Ovaj proces je poznat kao superkritično sušenje. Isprva je proces trajao danima za stvaranje aerogela, ali poboljšanja su smanjila vrijeme sušenja na nekoliko sati. Proces je još uvijek energetski gladan, što dovodi do visoke cijene aerogela.
Aerogelovi se uistinu kvalificiraju kao “materijal svemirskog doba”, napredni raspored materije bez analoga u prirodi. Jednog dana može se koristiti u nizu primjena od izolacije za stanovanje do novih oblika umjetničkih djela. Mnogi mladi istraživači usredotočeni su na stvari, miješajući aerogel s dodacima kao što je ugljik kako bi povećali njegova izolacijska svojstva, ili rade na smanjenju veličine pora kako bi aerogel bio što transparentniji. Postoje mnogi smjerovi za buduća istraživanja i mnoge potencijalne primjene ako ovo istraživanje urodi plodom.