Les solides les plus diffus sont les aérogels, créés en soumettant un gel conventionnel à un séchage supercritique. Le séchage supercritique permet d’extraire le liquide du gel sans faire s’effondrer la matrice du gel par capillarité. Le séchage supercritique nécessite une température élevée (705 °F, 374 °C) et une pression (219 atmosphères). Il force le liquide à entrer dans un état indiscernable d’un gaz ou d’un liquide (un liquide supercritique), puis le réchauffe et le fait se transformer en gaz. L’action capillaire est empêchée en évitant une transition liquide-gaz directe, comme dans l’évaporation. L’aérogel a été inventé par Steven Kistler en 1931, prétendument dans le cadre d’un pari avec son ami pour voir qui pourrait extraire le liquide de la confiture tout en préservant son volume.
Les aérogels sont un matériau remarquable. Surnommé fumée glacée pour son apparence, l’aérogel est extrêmement diffus, composé à 99.8 % d’air. Sa densité n’est que de 3 milligrammes par centimètre cube (3 kg par mètre cube), soit 0.3% de la densité de l’eau. L’aérogel est 3780 fois plus diffus que le plomb. L’aérogel de silicium figure dans 15 entrées incroyables dans le livre Guinness des records, y compris le solide le plus diffus et le meilleur isolant thermique. L’aérogel a récemment été utilisé par la NASA lors d’une mission de la sonde Stardust pour capturer de petits morceaux de la comète Wild 2.
Malgré sa faible densité, l’aérogel peut être facilement manipulé. Criblé de trous de 100 nanomètres, il a une surface énorme, ce qui le rend idéal pour les supercondensateurs. L’aérogel est un isolant thermique si fantastique qu’une fine couche de celui-ci peut protéger les allumettes contre l’inflammation d’un chalumeau. Ses capacités d’isolation élevées l’ont amené à être proposé pour une utilisation dans les combinaisons spatiales et pour les armures militaires.
L’aérogel peut être fabriqué en utilisant une variété de matériaux de départ, y compris le silicium, l’alumine, le chrome, l’oxyde d’étain et, plus récemment, le carbone. À l’aide de nanotubes de carbone, les scientifiques des matériaux ont créé un aérogel appelé nanomousse de carbone, qui n’a que 1% de la densité des aérogels précédemment produits, avec seulement quelques fois la densité de l’air. La nanomousse de carbone est vraiment le solide le plus diffus.