Натхнёная гнуткасцю і цвёрдасцю натуральнага шаўковага павуціння, даследчая група пад кіраўніцтвам прафесара Ю. Шухонга з Навукова-тэхналагічнага ўніверсітэта Кітая (USTC) распрацавала просты і агульны метад вырабу звышэластычных і ўстойлівых да стомленасці цвёрдых вугляродных аэрагеляў з нанавалакна. структура сеткі з выкарыстаннем рэзарцына-фармальдэгіднай смалы ў якасці крыніцы цвёрдага вугляроду.

У апошнія дзесяцігоддзі вугляродныя аэрагелі шырока даследаваліся з выкарыстаннем графітавых і мяккіх вугляродаў, якія паказваюць перавагі ў звышэластычнасці. Гэтыя эластычныя аэрагелі звычайна маюць далікатную мікраструктуру з добрай устойлівасцю да стомленасці, але звышнізкай трываласцю. Цвёрдыя вугляроды дэманструюць вялікія перавагі ў механічнай трываласці і структурнай устойлівасці дзякуючы sp3 C-індукаванай турбастратычнай структуры «картачнага доміка». Аднак жорсткасць і далікатнасць відавочна перашкаджаюць дасягнуць звышэластычнасці з цвёрдымі вугляродамі. Да гэтага часу выраб звышэластычных цвёрдых аэрагеляў на аснове вугляроду застаецца складанай задачай.

Палімерызацыю смаляных манамераў ініцыявалі ў прысутнасці нанавалокнаў у якасці структурных шаблонаў для падрыхтоўкі гідрагеля з нанавалаконнымі сеткамі з наступнай сушкай і піролізам для атрымання цвёрдага вугляроднага аэрагеля. Падчас полімерызацыі манамеры асядаюць на шаблонах і зварваюць злучэнні валакна-валакна, пакідаючы выпадковую сеткавую структуру з масіўнымі трывалымі злучэннямі. Больш за тое, фізічныя ўласцівасці (такія як дыяметры нанавалакна, шчыльнасць аэрагеляў і механічныя ўласцівасці) можна кантраляваць, проста наладжваючы шаблоны і колькасць сыравіны.

Дзякуючы цвёрдым вугляродным нанавалакнам і вялікай колькасці зварных злучэнняў сярод нанавалокнаў, цвёрдыя вугляродныя аэрагелі дэманструюць надзейныя і стабільныя механічныя характарыстыкі, у тым ліку звышэластычнасць, высокую трываласць, надзвычай хуткую хуткасць аднаўлення (860 мм с-1) і нізкі каэфіцыент страт энергіі ( <0,16). Пасля выпрабаванняў пры 50% дэфармацыі на працягу 104 цыклаў вугляродны аэрагель дэманструе толькі 2% пластычнай дэфармацыі і захоўвае 93% першапачатковага напружання.

Цвёрды вугляродны аэрагель можа захоўваць звышэластычнасць у суровых умовах, напрыклад, у вадкім азоце. Дзякуючы цудоўным механічным уласцівасцям, гэты цвёрды вугляродны аэрагель перспектыўны ў прымяненні датчыкаў напружання з высокай стабільнасцю і шырокім дыяпазонам выяўлення (50 кПа), а таксама праваднікоў, якія расцягваюцца і згінаюцца. Гэты падыход можа быць пашыраны для стварэння іншых кампазітных нанавалокнаў без вугляроду і забяспечвае перспектыўны спосаб пераўтварэння цвёрдых матэрыялаў у эластычныя або гнуткія шляхам распрацоўкі нанавалаконных мікраструктур.