ZrO2气凝胶隔热材料的孔径小于空气分子的平均自由程，在气凝胶中没有空气对流，孔隙率，固体所占的体积比很低，使气凝胶的热导率很低。与SiO2气凝胶材料相比，ZrO2气凝胶的高温热导率更低，更适宜于高温段的隔热应用，在作为高温隔热保温材料方面具有的应用潜力。目前关于ZrO2气凝胶应用于隔热领域的报道还比较少，研究者主要致力于ZrO2气凝胶制备工艺的研究。
初，由于气凝胶的原料成本高、设备昂贵、超临界干燥安全系数低等缺点，限制了气凝胶隔热材料的产业化和大规模应用，导致其只能在航空航天、等领域使用。随着对常压干燥制备工艺研究的不断深入，生产气凝胶材料的成本降低，气凝胶产品年产量增多。
气凝胶隔热材料的隔热保温性能使得他在电化学、服装、新能源、催化剂等方面也有十分强大的应用潜力。由于气凝胶的孔隙都是纳米级的，比表面积很大这使得他吸附能力较大，可以在用来做催化剂的载体；由于其吸附性，同时密度极低，所以也可以用来储氢；他良好的保温性可以用来制作服装，只需要很薄的一层就可以达到很好的保温效果。
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