ულტრამსუბუქი კერამიკული აეროგელი ფართოდ გამოიყენება თერმულ, ელექტრულ, მაგნიტურ, სამედიცინო, ოპტიკურ და ქიმიურ ველებში მისი დაბალი სიმკვრივისა და თბოგამტარობის, მაღალი სპეციფიური ზედაპირის ფართობის, მაღალი ფორიანობის და ქიმიური და თერმული ინერციის გამო. თუმცა, ტრადიციული კერამიკული აეროგელი მყიფე და ძნელად დასამუშავებელია და მიდრეკილია სტრუქტურული კოლაფსისკენ მაღალი გარე სტრესის ან დაძაბვისას, რაც ზღუდავს მის გამოყენებას ექსტრემალურ გარემოში, როგორიცაა აერონავტიკა და ეროვნული თავდაცვა. აქედან გამომდინარე, ჯერ კიდევ რთულია კერამიკული აეროგელის დაჭიმვის თვისებების გაუმჯობესება სტრუქტურული დიზაინით.

ახლახან დონგჰუას უნივერსიტეტის მკვლევარმა ჯგუფმა გამოიყენა ერთგვარი ელექტროსტატიკური ტრიალი სამგანზომილებიანი რეაქციის სინთეზის მეთოდით 3 d ნაქსოვი ხვეული ნანობოჭკოვანი სტრუქტურის კერამიკული აეროგელი (ICCAs), აეროგელს აქვს შესანიშნავი მექანიკური თვისებები და თერმული სტაბილურობა, მარტივი, სწრაფი და დაბალი ფასისთვის. მასობრივი წარმოება რთული ფორმის კერამიკული ნანობოჭკებით იძლევა მითითებას.

სამგანზომილებიანი რეაქტიული ელექტროსტატიკური ტრიალი კონტროლდება სოლ-გელის რეაქციით ჭავლში. კოლოიდური ნაწილაკების პროტონაციის ხარისხის კორექტირებით, შესაძლებელია სოლიუმის ჭავლის გელაციის სიჩქარის კონტროლი და ჭავლის ფორმის ზუსტად კონტროლი მილიწამებში. ამ კვლევაში, კონუსური წვეთების შესხურების რეჟიმი შეიცვალა მრავალ შესხურების რეჟიმში, მცირე რაოდენობით პოლიმერის დამატებით ხსნარში მაღალი გამტარობით და დაბალი სიბლანტით, ხოლო კოლოიდურ ნაწილაკებს შორის კონდენსაციაზე გავლენას არ მოახდენს. ზედაპირის მაღალი პოტენციალის გამო, ჭავლი წაგრძელებული ხდება წვრილი პირდაპირი ნაკადით, აყალიბებს სამგანზომილებიან ხვეულ სტრუქტურას. უაღრესად რეაქტიული კოლოიდური ნაწილაკები ქმნიან უაღრესად ჯვარედინი და მყარ ჩონჩხს კონდენსაციისა და ჭავლური გამაგრების გზით, რაც აფერხებს 3D შეკუმშული ნანობოჭკოების სტრუქტურის დეფორმაციას და კოლაფსს. საბოლოოდ, აეროგელის წინამორბედი კალცინირებული იქნა ჰაერში 1000℃ 1 საათის განმავლობაში ICCA-ების მისაღებად.

ტრადიციული კერამიკული ბოჭკოვანი მასალების ფენოვანი სტრუქტურისა და ტრადიციული კერამიკული აეროგელის მარგალიტის ჯაჭვის სტრუქტურასთან შედარებით, ICCA-ს აქვს სამგანზომილებიანი გადახლართული ნანობოჭკოვანი სტრუქტურა, რომელსაც ჯერ კიდევ აქვს კარგი თერმული სტაბილურობა 1400℃ კალციაციის შემდეგაც კი. უფრო მეტიც, ICCA-ები შეიძლება დაიჭიმოს და შეიკრას ყოველგვარი შესამჩნევი გატეხვის გარეშე. 6 მგ/სმ3 სიმკვრივით და 0.06 გ წონით, ICCA-ს შეუძლია გაუძლოს თავის წონაზე დაახლოებით 3,300-ჯერ გატეხვის გარეშე.

ICCA-ს აქვს შესანიშნავი დაჭიმვის ელასტიურობა, დაღლილობის წინააღმდეგობა და ელასტიურობა. მისი დაჭიმვა შესაძლებელია საწყისი ფორმიდან 100%-იან დაჭიმულობამდე მოტეხილობის გარეშე, დაჭიმვის მოტეხილობის დაძაბულობა არის 12.7 კპა. ICCA-ს შეუძლია გაუძლოს დაძაბულობის გამოთავისუფლების 1000 ციკლს 40% დაძაბვის დროს; როდესაც რხევითი დაძაბვა არის 5%, ენერგიის შენახვის მოდული, დანაკარგის მოდული და აორთქლების კოეფიციენტი უცვლელი რჩება 100,000-ჯერ გაჭიმვის შემდეგ. 1300 სთ-ის განმავლობაში 1℃-ზე გამოწვის შემდეგ, ICCA-ებმა მაინც აჩვენეს შესანიშნავი ელასტიურობა და დაჭიმულობა 48.3%-მდე.

დაბალი თბოგამტარობის, მაღალი ელასტიურობისა და მოქნილობის გამო, ICCA შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც თბოიზოლაციის მასალა ექსტრემალურ გარემოში და მარტივი მოსამზადებელია. კერამიკული ნანობოჭკოვანი აეროგელის წინამორბედი 170 სმ სიგრძით, 130 სმ სიგანე, 12 სმ სიმაღლე და 313 გ წონა შეიძლება ადვილად და სწრაფად მომზადდეს ერთი საათის განმავლობაში საპილოტე ქარხნის მეშვეობით.

ICCA-ს აქვს ულტრა მსუბუქი წონა, თბოიზოლაცია, მტკიცე სტრუქტურული სტაბილურობა, დაჭიმვისა და დაღლილობის წინააღმდეგობა, რაც პოტენციურად გამოსადეგია პირადი დამცავი აღჭურვილობისთვის, კოსმოსური მანქანების თერმული დაცვის სისტემებისთვის და მოქნილი ტარებადი ელექტრონიკისთვის. მსგავსი ნაშრომი გამოქვეყნდა Nature-ში სათაურით "უაღრესად ელასტიური კერამიკული ნანობოჭკოვანი აეროგელების პირდაპირი სინთეზი 3D რეაქციის ელექტროსპინინგის მეშვეობით" Communications.