气凝胶几乎像空气一样轻，能够承受直接火焰，或像棒球手套接住棒球一样捕捉高速彗星尘埃，是世界上最奇异的固体之一。这种“太空时代的泡沫塑料”是几十年前在化学实验室开发的，但现在正出现在滑雪服、炸药甚至储能技术中。
气凝胶是世界上最轻、密度最低的材料。干燥的刚性凝胶中，高达 99% 是空气，其余部分由二氧化硅、碳、金属和其他物质组成；摸起来像泡沫塑料花生。然而，一些配方可以承受近两千倍的重量（如果将其缓慢地放在上面）。麻省理工学院纳米材料研究生、气凝胶研究员斯蒂芬·施泰纳说：“足以压碎米花的力量也会压碎气凝胶。”
但是，当美国宇航局需要某种东西来安全捕获来自怀尔德2号彗星、以每秒 6,000 米速度飞行的粒子时，作为其最近的星尘任务的一部分，该机构转向了这种轻飘飘的物质。航天器内的二氧化硅气凝胶网格能够捕捉到微小的颗粒（小于一粒沙子），而不会以任何方式损坏它们。
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此外，美国宇航局的火星探测器也内衬有超绝缘材料。根据施泰纳的说法，二氧化硅和碳气凝胶是不良的导热体，因为“那里没有太多的物质来完成这项工作”。气凝胶的多孔、厨房海绵状结构形成了一个迷宫，空气分子和声波几乎无法穿过。因此，二氧化硅气凝胶可以保护人手免受喷灯的直接热量，并能抑制其轰鸣声。
现代科学传说，这种超级物质是由加利福尼亚州斯托克顿太平洋学院的化学家史蒂文·基斯特勒发现的，当时他接受了一个赌注，即他可以在不引起任何收缩的情况下更换果冻罐内的液体。基斯特勒用甲醇替换了果冻中的液体，然后将凝胶加热加压至超过该化合物的超临界点，此时液体变成气体。超临界干燥不会让甲醇蒸发从而使甲醇从凝胶中拉开并使其收缩，而是从凝胶中抽出溶剂而不会对其造成太大压力。无论打赌与否，基斯特勒都发明了第一个“气冻胶”，并在 1931 年在《自然》杂志上发表了他的成果。这位化学家继续尝试用二氧化硅、硝化纤维素和橡胶制造气凝胶。
尽管基斯特勒的工艺有效，但它也需要对易燃且有毒的甲醇进行危险的加热和加压。但在接下来的 70 年里，一些关键的调整使这些材料走出了实验室，进入了市场。化学家们发现，他们可以使用不同的二氧化硅起始材料来制造气凝胶，并用液态二氧化碳代替甲醇。
然而，现代气凝胶确实有一些缺陷；其中之一是，由于二氧化硅纳米颗粒散射可见光的短波长，许多气凝胶都呈现出幽灵般的蓝色。这对于需要透明度的窗户和光学应用来说是一个问题。麻省理工学院的施泰纳和他的同事正在美国宇航局的呕吐彗星（一种用于训练宇航员并在微重力条件下进行实验的飞机）上进行实验，以查看在形成凝胶时消除对流和浮力是否可以产生不散射短光从而创造出更透明的气凝胶的粒子纳米结构。
回到地球，气凝胶可能还有许多其他应用。这种材料已经被压碎并用作滑雪服和宇航服等极端天气装备的绝缘材料。另一种可能性是开发用于为手机和汽车供电的基于气凝胶的电容器（储能设备）；与传统的电池相比，碳气凝胶的大表面积可以存储大量的电荷。此外，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员制造了嵌入铝纳米颗粒的氧化铁气凝胶，这些纳米颗粒与氧化凝胶反应，释放出大量的热量，可用于火箭推进剂、炸药或烟火。同样，浸渍了铂等贵金属纳米颗粒的碳气凝胶可以用作汽车中的催化转化器，只需要少量稀有金属即可发挥相同的功能。对于如此轻的物质，气凝胶有许多重型应用。