Wedi'i ysbrydoli gan hyblygrwydd ac anhyblygedd gweoedd sidanau pry cop naturiol, datblygodd tîm ymchwil dan arweiniad yr Athro YU Shuhong o Brifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Tsieina (USTC) ddull syml a chyffredinol o wneud aerogelau carbon caled uwchelastig a blinderog gyda nanofibrog. strwythur rhwydwaith trwy ddefnyddio resin resorcinol-formaldehyd fel ffynhonnell carbon caled.

Yn ystod y degawdau diwethaf, mae aerogels carbon wedi cael eu harchwilio'n eang trwy ddefnyddio carbonau graffitig a charbonau meddal, sy'n dangos manteision mewn uwchelastigedd. Fel arfer mae gan yr aerogelau elastig hyn ficrostrwythurau cain gydag ymwrthedd blinder da ond cryfder hynod isel. Mae carbonau caled yn dangos manteision mawr o ran cryfder mecanyddol a sefydlogrwydd strwythurol oherwydd y strwythur “house-of-cards” turbostratig a achosir gan C sp3. Fodd bynnag, mae'r anystwythder a'r breuder yn amlwg yn rhwystro cyflawni uwchelastigedd â charbonau caled. Hyd yn hyn, mae'n dal yn her i wneud aerogels carbon caled uwchelastig.

Dechreuwyd polymerization monomerau resin ym mhresenoldeb nanofiber fel templedi strwythurol i baratoi hydrogel gyda rhwydweithiau nanofibrog, ac yna sychu a pyrolysis i gael aerogel carbon caled. Yn ystod polymerization, mae'r monomerau'n adneuo ar dempledi ac yn weldio'r cymalau ffibr-ffibr, gan adael strwythur rhwydwaith ar hap gyda chymalau cadarn enfawr. Ar ben hynny, gellir rheoli priodweddau ffisegol (fel diamedrau nanoffibr, dwyseddau aerogels, a phriodweddau mecanyddol) trwy diwnio templedi a faint o ddeunyddiau crai yn unig.

Oherwydd y nanofiberau carbon caled a'r cymalau wedi'u weldio niferus ymhlith y nanofibers, mae'r aerogels carbon caled yn arddangos perfformiadau mecanyddol cadarn a sefydlog, gan gynnwys uwch-elastigedd, cryfder uchel, cyflymder adfer hynod gyflym (860 mm s-1) a cyfernod colli ynni isel ( <0.16). Ar ôl profi straen o dan 50% am 104 o gylchoedd, dim ond 2% o ddadffurfiad plastig y mae'r aergel carbon yn ei ddangos, a chadwodd 93% o straen gwreiddiol.

Gall yr aergel carbon caled gynnal yr uwch-elastigedd mewn amodau garw, megis mewn nitrogen hylifol. Yn seiliedig ar y priodweddau mecanyddol hynod ddiddorol, mae gan yr airgel carbon caled hwn addewid wrth gymhwyso synwyryddion straen gyda sefydlogrwydd uchel ac ystod dditectif eang (50 KPa), yn ogystal â dargludyddion estynadwy neu blygadwy. Mae'r dull hwn yn addo cael ei ymestyn i wneud nanofibers cyfansawdd eraill nad ydynt yn seiliedig ar garbon ac mae'n darparu ffordd addawol o drawsnewid deunyddiau anhyblyg yn ddeunyddiau elastig neu hyblyg trwy ddylunio'r microstrwythurau nanofibrog.