随着全球科技的不断发展，人类在很多重要的领域都迫切需要大量更好更轻的物质材料，为了迎合这种需求，一代又一代的科学家经过长期努力，研制出了很多性能优异的新型材料，而今天要说的这三种物质不但性能好，而且还非常的轻，可以说是全世界最轻的三种物质了。
硅气凝胶就是一种结构可控的纳米多孔材料。它的密度是每立方厘米1.0毫克。硅气凝胶纤细的纳米网络结构能够有效限制局域热激发的传播，其固态热导率比相应的玻璃态材料低2—3个数量级。纳米微孔洞抑制了气体分子对热传导的贡献。硅气凝胶的折射率接近l，而且对红外和可见光的湮灭系数之比可达100以上，不但可以有效地透过太阳光，而且还能阻止环境温度的红外热辐射。
石墨气凝胶的密度是每立方厘米0.18毫克，它是由德国科学家制造的，主要是由纳米或者微米级别的中空碳纳米管网制得。从电子显微镜图像上看，它的内部大部分都是空的，非常像一块黑色的海绵。石墨气凝胶即使被压缩1000倍之后，它也能恢复到原先的样子。它不但承重力很好，而且它的导电能力也非常不错，在未来它可能被用作超轻电池的一部分。
全碳气凝胶也叫石墨烯气凝胶，这个就相当于是个升级版的石墨碳纳米纤维气凝胶。它的密度是每立方厘米0.16毫克，如果把这种材料放在蒲公英花朵上，连柔软的绒毛都几乎不会变形。它是由中国浙江大学研发的，而且他们还给它取了个很可爱的名字叫“碳海绵”。全碳气凝胶里面的颗粒已经达到了纳米量级，当可见光经过它时就会发生瑞利散射，就如同阳光穿透了空气，发出蓝幽幽的光。目前我国研发的这种全碳气凝胶成为了世界上最轻的物质。
其实这三种物质都是气凝胶，气凝胶非常常见，我们的头发和指甲也属于气凝胶的一种。另外，如明胶、阿拉伯胶、硅胶等都属于气凝胶。
简单点说，气凝胶就是一种固体物质形态，是世界上密度最小的固体，在标准大气压下，空气的密度约为每立方厘米1.29毫克，密度比气凝胶要大不少，因此可以说气凝胶比空气还要轻，当然在计算密度时并没有把气凝胶内部气泡中的空气算进来，所以气凝胶也并不能在空气中漂浮起来。
气凝胶虽然表面上看起来脆弱，实际却很坚固，它们最高能承受1400摄氏度的高温。而且还可以承受相当于自身质量几千倍的压力，并且它的导热性和折射率也很低，绝缘能力比最好的玻璃纤维还要强几十倍。
那么这三种物质有什么区别呢？一是微观结构不同。二是用途也不同。他们常被广泛应用于很多高科技领域，譬如航空航天领域的空间站和太空探测器等，此外由于其吸油不吸水的特性，还可以被用于处理海上原油泄漏事件等。
