气凝胶，被誉为改变世界的新材料，具有孔隙率高、比表面积大、密度低、绝热性能好等优异理化性质，在热/声/电绝缘、催化剂/药物载体、星际尘埃收集、环境修复、能源与传感等领域具有重要应用前景。然而，其自身力学缺陷，如强度弱、易脆、变形能力差等弊端，尤其是较宽温度范围内抵抗不同载荷冲击能力，成为气凝胶获得实际应用的最重要障碍之一。

研究表明，该氮化硼气凝胶由超薄（——3.2 nm）、大长径比（几百）、多孔带状纳米结构相互缠绕、搭接而成，表现出超轻（——15 mg cm-3）、热绝缘（——0.035 W/mK）、高比表面积（——920 m2 g-1）及优异的力学性能。该气凝胶在多次循环压缩、扭曲、弯曲、剪切等不同载荷下，可保持结构不被破坏、且可快速恢复至原有形状。当该气凝胶被浸泡在液氮中，其压缩-回弹性能仍能够很好保持。进一步地，当氮化硼气凝胶被放置于酒精灯火焰或高于1000 °C的管式炉（空气氛围）时，其稳定的力学柔性仍被完好保留，且可承受不同载荷的冲击。上述氮化硼气凝胶的超柔性展示如下图所示。

图、氮化硼纳米带气凝胶在液氮、火焰、高温空气氛围（>1000°C）下，承受不同载荷的柔性形变-回弹行为。

获得的超柔性氮化硼气凝胶有望在航空航天的隔热透波、核反应堆的核防护及热防护等高端领域获得实际应用。该工作以“Boron Nitride Aerogelswith Super-Flexibility Ranging from Liquid Nitrogen Temperature to 1000 °C”为题，发表在国际著名期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials, 2019,29, 1900188）上。

据了解，气凝胶是一种固体物质形态，世界上密度最小的固体。密度为3kg每立方米。一般常见的气凝胶为硅气凝胶，其最早由美国科学工作者Kistler在1931年制得。气凝胶的种类很多，有硅系，碳系，硫系，金属氧化物系，金属系等等。aerogel是个组合词，此处aero是形容词，表示飞行的，gel显然是凝胶。字面意思是可以飞行的凝胶。任何物质的gel只要可以经干燥后除去内部溶剂后，又可基本保持其形状不变，且产物高孔隙率、低密度，则皆可以称之为气凝胶。

因为密度极低，目前最轻的硅气凝胶仅有0.16毫克每立方厘米

略低于比空气密度，所以也被叫做“冻结的烟”或“蓝烟”。由于里面的颗粒非常小（纳米量级），所以可见光经过它时散射较小（瑞利散射），就像阳光经过空气一样。因此，它也和天空一样看着发蓝（如果里面没有掺杂其它东西），如果对着光看有点发红。（天空是蓝色的，而太阳看起来有点红）。由于气凝胶中一般80%以上是空气，所以有非常好的隔热效果，一寸厚的气凝胶相当20至30块普通玻璃的隔热功能。即使把气凝胶放在玫瑰与火焰之间，玫瑰也会丝毫无损。气凝胶在航天探测上也有多种用途，在俄罗斯“和平”号空间站和美国“火星探路者”的探测器上都有用到这种材料。气凝胶也在粒子物理实验中，使用来作为切连科夫效应的探测器。位在高能加速器研究机构B介子工厂的Belle 实验探测器中一个称为气凝胶切连科夫计数器(Aerogel Cherenkov Counter, ACC) 的粒子鉴别器，就是一个最新的应用实例。这个探测器利用的气凝胶的介于液体与气体之低折射系数特性，还有其高透光度与固态的性质，优于传统使用低温液体或是高压空气的作法。同时，其轻量的性质也是其中一个优点。

科学家声称，气凝胶的基本制备原理是除去凝胶中的溶剂，让其保留完整的骨架。在以往制备气凝胶的案例中，科学家主要采用溶胶—凝胶法和模板导向法。前者可以批量合成，但是可控性差；后者能产生有序的结构，但依赖于模板的精细结构和尺寸，难以大量制备。

高超课题组另辟蹊径，探索出无模板冷冻干燥法：将溶解了石墨烯和碳纳米管的水溶液在低温下冻干，便获得了“碳海绵”，并且可以任意调节形状，令生产过程更加便捷，也使这种超轻材料的大规模制造和应用成为可能。