气凝胶具有极低密度、超高孔隙率、低折射率、低热导率、低声阻抗等特性，这是一般固态材料所不具备的。这些特性使其在隔热保温、生物医学、隔音、吸附等领域具有巨大的应用前景。

（一）隔热保温领域

气凝胶材料的导热系数非常低，是目前已知的隔热、保温性能最好的材料。NASA曾对多孔材料、泡沫材料、相变材料、气凝胶材料等多种材料的隔热效果、质量、材料柔性、力学强度、厚度等性能进行综合对比，发现气凝胶不仅具有良好的综合性能，而且兼具更加优异的保温隔热性能，可作为宇航服的候选材料。此外，气凝胶材料在节能窗、屋面太阳能集热器、保温涂料等民用领域，以及飞机黑匣子、战斗机机舱隔热层等军事领域中也有广泛应用。

（二）生物医学领域

气凝胶材料具备生物相容性、合适的机械性能、生物可降解性等特性，已应用于可植入医疗器械、非侵入成像、骨接枝和生物传感器等领域。此外，气凝胶材料还可被制备成微球用于药物缓释，以达到向靶细胞靶向控制释放药物的功能，具有潜在应用价值。

（三）隔音领域

气凝胶材料不仅具有极大的内表面积，可使声波在其内表面上进行多次反射而衰减，而且具有极高孔隙率，其表面的纳米级孔道使得空气黏性流动的速度与空气分子的Knudsen扩散速度相接近，以此消耗掉一部分通过空气传播的声能，达到良好的隔音效果。

（四）吸附领域

气凝胶材料具有极高孔隙率，可对有机物进行有效的吸附，还可以用来除去金属离子。与传统方法相比，利用碳气凝胶进行电吸附除去溶液中的金属离子具有减少二次污染、节能、可再生的优势。此外，改性后的气凝胶材料还可对特定物质进行选择性吸附，如将四乙烯五胺负载在二氧化硅气凝胶中，可对二氧化碳进行高效吸附。

气凝胶材料的未来研究方向

气凝胶材料种类多样，合成工艺逐渐形成体系，但是目前针对气凝胶的研究依然存在一些问题：气凝胶高温条件下热导率增长较快；相对于金属材料而言，气凝胶整体的机械强度还是较弱；气凝胶与纤维等增强基体材料的黏结性差；气凝胶的生产过程中会用到许多有机溶剂，造成环境污染，不利于大规模生产；气凝胶难以回收利用，不利于可持续发展等。

气凝胶未来的研究方向和发展趋势主要集中在开发纤维素气凝胶、石墨烯气凝胶、钙钛矿结构气凝胶、非金属单质气凝胶等新型气凝胶材料；通过采用不同的前驱体、优化合成方法和改变加强体等方法调控气凝胶结构；扩展气凝胶应用领域等。

气凝胶材料的发展和应用仍然处于不断探索的过程，虽然目前已在一些领域取得研究进展，但仍需要解决资源利用不充分、制造成本高、技术工艺存在缺陷等问题，各主要国家还将在这一领域展开激烈竞争。我国在气凝胶材料领域的研究水平位居世界前列，应持续开展对气凝胶材料制备及大规模生产工艺的研究，扩展气凝胶材料的应用领域，保持在该领域的领先地位。