气凝胶材料本身具有强度低、脆性高的缺点，为了克服这一缺点，需要对气凝胶材料进行改性，这是目前很重要的工艺，通过改性可赋予气凝胶材料不同性能。目前气凝胶材料改性常用的方法就是掺杂，即加入掺杂剂或者增强／增韧材料，制备复合气凝胶材料。复合气凝胶材料的制备方法通常有两种：一种是在凝胶过程前加入掺杂材料；另一种是先制备气凝胶颗粒或者粉末，再加入掺杂材料和黏结剂，经模压或注塑成型制成二次成型的复合体。常用的掺杂材料有玻璃纤维、莫来石纤维、岩棉、硅酸铝纤，掺杂材料种类的选择主要依气凝胶复合材料的应用目的而定。气凝胶绝热板于目前常用的绝热保温材料相比，绝热效果可提高2~10倍。天津特色气凝胶图片
家用电子电器绝热保温材料种类繁多，目前市面上出现的极新的隔热保温材料气凝胶，可以说是代替传统隔热保温材料的极好材料。气凝胶具有优良的隔热性能和很好的施工性能，可用于仪器设备、电热元件的绝缘和隔热。很高可用于1000℃左右的保温环境，不仅如此，气凝胶隔热保温材料优良的保温绝缘性能还体现在以下几个方面：低导热系数，常温下导热系数0.018W/m·k;优良的憎水性能，憎水率≥99%;优良的机械加工性能;强、抗撕扯;高柔韧性;安全环保无毒;A级防火等。湖北常见气凝胶天阳气凝胶纸厚度为0.2~1mm。
气凝胶防爆机理：由于气凝胶基体多孔材料的黏性耗散作用，使得冲击波在多孔材料中会出现衰减和弥散的现象。在产生的高速冲击过程中,气凝胶中的气体在瞬间难以逸出,气体分子之间以及气体分子与孔壁之间发生剧烈的碰撞。由于空气分子的自由程为70nm，气凝胶平均孔径为20nm左右，气凝胶孔壁与孔内空气分子之间的距离要远小于空气分子平均自由程，高比表面积增加了气凝胶基体孔壁与空气分子碰撞的概率，并相应降低了空气分子之间相互碰撞的概率。在冲击波造成的高速压缩过程中,空气分子与气凝胶基体孔壁之间的碰撞要比空气分子之间的高速碰撞更加剧烈。气体与孔壁碰撞引起的流动阻力以及气孔中空气分子之间的碰撞阻力会导致气孔内压力随之增大。材料变形越快,气体分子往外逸出越困难,孔洞内压越高,气凝胶基体消耗的冲击波能量也越多。由于气孔内部各个方向上的应力近似相等,所以气凝胶内的气体将轴向的压应力转化为各个方向上的应力,即气凝胶内的应力状态发生改变，从而起到了良好的防护作用。
在日常生活中，凡是需要保温的地方，气凝胶都具有应用的可能性。气凝胶滑雪服：超薄的保温厚度和良好的柔韧性，A级防火性能和荷叶般的疏水性能，使气凝胶防寒服相比传统羽绒服更薄一些，而且保温性能极好。克罗值是评定衣服保暖效果的重要指标。研究者们总结出了一个服装热阻计算公式：Iclo=6.45×[（tS-tA）/Φ]-0.8在这一公式中，tS为人体温度，通常取33.3℃；tA为环境温度；Φ为单位面积的单层服装在单位时间内传递的热量，一般取M的75%，M为人的基础代谢热量58W/m；Iclo为人体身上穿的所有衣服克罗值（clo）的总和，检测表明，0.2cm厚的气凝胶复合棉纤毡的克罗值为1.73。理论上，人体单穿一件内衬0.6cm厚气凝胶复合棉纤毡的衣服，即可在-8℃的环境温度下保证温暖。气凝胶材料很好的热阻性能，防烫保护功能。
在材料的量子尺寸效应研究方面。由于硅气凝胶的纳米网络内形成量子点结构，化学气相渗透法掺Si及溶液法掺C60的结果表明，掺杂剂是以纳米晶粒的形式存在，并观察到很强的可见光发射，为多孔硅的量子限制效应发光提供了有力证据。利用硅气凝胶的结构以及C60的非线性光学效应，可进一步研制新型激光防护镜。通过掺杂的方法还是形成纳米复合相材料的有效手段。此外，硅气凝胶是折射率可调的材料，使用不同密度的气凝胶介质作为切伦柯夫阀值探测器，可确定高能粒子的质量和能量。因高速粒子很容易穿入多孔材料并逐步减速，实现“软着陆”，如选用透明气凝胶在空间捕获高速粒子，可用肉眼或显微镜观察被阻挡、捕获的粒子。气凝胶材料应用宽广，施工非常简便。天津特色气凝胶图片
气凝胶绝热板是一种柔性、高效保温的隔热材料。天津特色气凝胶图片
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(AerogelCherenkovCounter,ACC)的粒子鉴别器，就是一个应用实例。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，其轻量的性质也是优点之一。天津特色气凝胶图片
