Одним из необычных материалов, созданных человеком, и, одновременно, самым легким материалом в мире считается аэрогель. Выглядит он воздушным, может быть окрашен в разные цвета, а ощущается, как отвердевшая пена. Совокупность свойств, которыми он обладает, позволяет применять аэрогель во многих областях, таких как строительство, электроника, космическая отрасль.
Изготавливается необычный материал на основе кремнезема, оксидов металлов, углеводородов, полимеров, углерода. По сути, он представляет собой коллоидный раствор, переведенный при особых условиях в твердое состояние, в котором зольная составляющая смешена с газом. Он имеет пористую структуру с объемом твердой фазы около 1%.
Наибольшее внимание к созданию самого легкого материала проявил химик Стивен Кистлер, и в 1931 году он представил публике результаты своей работы. Он провел эксперимент, в котором нагревался гель, содержащий метанол вместо жидкости. После чего метанол испарялся, а сам гель оставался твердым, при этом объем оставался прежним.
Аэрогели жаропрочны, прозрачны и имеют хорошую электропроводимость. Прочность аэрогелей лишь немногое ниже ее значений для твердых тел, а вот плотность их ближе к газам. Например, силикатный аэрогель имеет плотность около 2 мг/см3, что на три порядка меньше, чем у непористых твердых материалов. Их абсорбирующие свойства позволяли использовать аэрогели в качестве загустителей в напалмовых бомбах, при изготовлении лакокрасочных материалов и так далее. Аэрогели обладают также крайне низкой теплопроводностью. Не менее важным свойством самого легкого материала в мире является его необычайная пористость, которая нашла применение в космических исследованиях.
До начала 2000-х годов главным недостатком всех аэрогелей была хрупкость. Однако создание новых материалов из углерода — графена и углеродных нанотрубок — позволило получать пластичные и устойчивые к ударному воздействию аэрогели.
Хотя история изобретения аэрогеля начинается почти сотню лет назад, применение его в настоящее время весьма ограничено. Прежде всего, это связано с очень высокими ценами из-за дорогостоящего и высокотоксичного производства. И, следовательно, спрос на аэрогели недостаточно большой.