За последнее десятилетие наука и промышленность проявляли значительный интерес к целому классу высокопористых наноструктурированных материалов, к которым в первую очередь относятся аэрогели различной природы. Было проведено большое количество работ как по получению аэрогелей на основе веществ, которые ранее не использовались для создания высокопористых материалов, так и по изучению свойств новых материалов и поиску способов их применения. Аэрогели рассматриваются в качестве теплоизоляционных материалов, матриц-носителей, адсорбентов и т.д.

Основные исследования в области аэрогелей в настоящее время проводятся в Китае и Соединённых Штатах Америки. Однако количество публикаций по данной теме, издаваемых в России и странах Европы непрерывно растёт. Одним из ведущих центров по исследованию аэрогелей и сверхкритических процессов является Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева (РХТУ им. Д.И. Менделеева). В рамках Международного учебно-научного центра трансфера фармацевтических и биотехнологий (МУНЦ), являющегося структурным подразделением РХТУ им. Д.И. Менделеева, проводятся комплексные исследования по получению аэрогелей различной природы. Изучаются фазовые равновесия при достижении сверхкритических условий. Рассматриваются вопросы определения растворимости веществ в сверхкритических флюидах в зависимости от макроскопических параметров. Разрабатываются технологии внедрения активных веществ различной природы в матрицы аэрогелей.

На текущий момент основными отраслями, в которых аэрогели уже нашли своё применение, являются фармацевтика, атомная промышленность, экология, аэрокосмическая отрасль и машиностроение, текстильная промышленность, медицина, энергетика и строительство. Аэрогели используются в качестве систем доставки лекарственных средств, обеспечивая как пролонгированное действие активного лекарственного вещества, так и повышая его биодоступность за счёт нахождения вещества в аморфной форме. За счёт сильно развитой наноразмерной структуры аэрогели обладают высокой сорбционной способностью, что позволяет использовать их в качестве сорбентов для разделения и очистки различных газов. Например, активно ведутся работы по использованию аэрогелей в качестве сорбентов диоксида углерода, свободного хлора, фосгена и многих других газов, использующихся или получающихся в качестве побочных продуктов при проведении химических органических и неорганических синтезов. При этом, варьируя природу вещества, из которого выстраивается структурная матрица аэрогеля, за счёт добавления различных функциональных групп, можно в значительной мере изменять селективность аэрогелей, обеспечивая избирательную сорбцию газов или активных веществ, что позволяет использовать их в качестве разделителей газовых смесей.

За счёт сильно развитой структуры (см. рис. 1) и очень низкой плотности аэрогели с самого начала их появления на рынке стали использоваться в качестве теплоизоляционных материалов. Обладая коэффициентом теплопроводности в 2-3 раза ниже, чем у широко используемой в промышленности минеральной ваты, аэрогели стали очень перспективным, а в ряде приложений даже незаменимым, теплоизоляционным материалом. Кроме того, в отличие от минеральной ваты, ряд аэрогелей обладает гидрофобными свойствами и устойчив к воздействию влаги. При этом на текущий момент аэрогели представлены на рынке в различных формах, что делает круг их применимости всё шире. Аэрогели уже выпускаются в виде монолитов, гибких одеял и порошков. Ведутся работы по созданию высокопористых материалов низкой плотности в виде пены, которая наносится на изолируемую поверхность.

Рис. 1. Сканирующая электронная микроскопия образца аэрогеля

К более экзотичным примерам использования аэрогелей относятся: использование аэрогелей с внедрёнными нанотрубками для производства водородных топливных элементов, в качестве суперконденсаторов, как катализаторов для топливных элементов. Аэрогели находят все большее применение и в медицине. Разрабатываются технологии их применения в качестве сорбентов для остановки массивной кровопотери при ранениях различной степени тяжести. Они рассматриваются в качестве возможных носителей клеточного материала, имплантируемого для более быстрого восстановления повреждённых человеческих тканей.