با الهام از انعطاف پذیری و استحکام تارهای طبیعی ابریشم عنکبوت، یک تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور یو شوهونگ از دانشگاه علم و صنعت چین (USTC) روشی ساده و عمومی را برای ساخت آئروژل های کربن سخت فوق الاستیک و مقاوم در برابر خستگی با نانوالیاف توسعه دادند. ساختار شبکه با استفاده از رزین رزورسینول فرمالدئید به عنوان منبع کربن سخت.

در دهه‌های اخیر، آئروژل‌های کربنی به طور گسترده با استفاده از کربن‌های گرافیتی و کربن‌های نرم مورد کاوش قرار گرفته‌اند که مزایایی در فوق الاستیسیته نشان می‌دهند. این آئروژل های الاستیک معمولا دارای ریزساختارهای ظریف با مقاومت در برابر خستگی خوب اما استحکام بسیار کم هستند. کربن‌های سخت مزیت‌های زیادی در استحکام مکانیکی و پایداری ساختاری به دلیل ساختار «خانه‌ای کارت» توربواستراتیک ناشی از sp3 C نشان می‌دهند. با این حال، سفتی و شکنندگی به وضوح مانع از دستیابی به فوق الاستیسیته با کربن های سخت می شود. تا به حال، ساخت آئروژل های فوق الاستیک سخت مبتنی بر کربن هنوز یک چالش است.

پلیمریزاسیون مونومرهای رزین در حضور نانوالیاف به عنوان الگوهای ساختاری برای تهیه یک هیدروژل با شبکه‌های نانوالیافی آغاز شد و پس از آن خشک‌کردن و پیرولیز برای بدست آوردن آئروژل کربن سخت انجام شد. در طی پلیمریزاسیون، مونومرها روی قالب‌ها رسوب می‌کنند و اتصالات فیبر-الیاف را جوش می‌دهند و یک ساختار شبکه تصادفی با اتصالات قوی عظیم ایجاد می‌کنند. علاوه بر این، خواص فیزیکی (مانند قطر نانوالیاف، چگالی آئروژل‌ها و خواص مکانیکی) را می‌توان به سادگی با تنظیم قالب‌ها و مقدار مواد خام کنترل کرد.

با توجه به نانوالیاف کربن سخت و اتصالات جوشی فراوان در بین نانوالیاف، آئروژل های کربن سخت عملکرد مکانیکی قوی و پایداری از جمله کشش فوق العاده، استحکام بالا، سرعت بازیابی بسیار سریع (860 میلی متر s-1) و ضریب اتلاف انرژی پایین را نشان می دهند. <0.16). پس از آزمایش تحت کرنش 50 درصد برای 104 چرخه، آئروژل کربن تنها 2 درصد تغییر شکل پلاستیکی را نشان می دهد و 93 درصد تنش اولیه را حفظ می کند.

آئروژل کربن سخت می تواند خاصیت ارتجاعی فوق العاده را در شرایط سخت مانند نیتروژن مایع حفظ کند. بر اساس خواص مکانیکی شگفت‌انگیز، این آئروژل کربن سخت در کاربرد سنسورهای استرس با پایداری بالا و برد آشکارساز وسیع (50 کیلو پاسکال) و همچنین هادی‌های قابل کشش یا خم شدن نویدبخش است. این رویکرد نویدبخش گسترش سایر نانوالیاف کامپوزیتی غیر کربنی است و با طراحی ریزساختارهای نانوالیافی، روشی امیدوارکننده برای تبدیل مواد صلب به مواد الاستیک یا انعطاف‌پذیر ارائه می‌کند.