新型航天飞行器集先进技术、高性能、高效率与可重复使用性于一身，旨在满足现代航天日益增长的需求，是现代各国科技力量竞争的一大方向。在高速飞行及再入大气层的过程中，这些飞行器需应对气动加热和极端高温环境的挑战。目前大部分飞行器使用的气凝胶材料具有良好的隔热性能，然而，普通气凝胶材料的强吸湿性和高脆性仍是其难以克服的难题，随着人类对航天领域的深入研究，航天飞行器面对气动热效应导致的极端高温以及多变天气带来的雨蚀、冲刷等严峻挑战日益严重，提高气凝胶结构的隔水性能和力学性能亟不可待。 本项目成功研制了一种以二氧化硅纤维为框架、中空结构二氧化硅纳米微球为基体的隔热气凝胶材料，在保持气凝胶隔热性能的同时，该材料具有优异的隔水性能和良好的力学性能。本材料通过混合搅拌，铺放沉降的方法，使用无机粘胶剂，实现二氧化硅纤维和纳米微球点对点结合，二氧化硅空心微球其内部几乎完全被空气填充，可以显著减轻飞行器重量，且有效限制热量传递，实现出色的隔热效果。该材料遇水后，水分子无法进入球壳内部，最终沿球壳与纤维的缝隙流出，由于纤维与粉体之间有粘胶剂连接，纤维与粉体无脱粘现象，从而实现出色的隔水性能。该材料通过添加纤维增强其力学性能，通过化学和热处理技术进一步提升了材料的力学强度。若材料出现裂缝，在高温作用下无机粘胶剂会现熔融态，有效释放材料中的热应力，无机粘胶剂包裹着中空粉体和纤维，可以及时的对材料中的裂纹进行填充，实现材料的自修复特性。经性能测试和市场分析可以得知，该材料性能综合性强，制备容易，应用范围广，是具有前途的优质陶瓷气凝胶材料。