કુદરતી કરોળિયાના સિલ્કના જાળાઓની લવચીકતા અને કઠોરતાથી પ્રેરિત, યુનિવર્સિટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ટેક્નોલોજી ઓફ ચાઇના (USTC) ના પ્રો. યુ.યુ. શુહોંગની આગેવાની હેઠળની એક સંશોધન ટીમે નેનોફિબ્રસ સાથે સુપરલેસ્ટિક અને થાક પ્રતિરોધક હાર્ડ કાર્બન એરોજેલ્સ બનાવવા માટે એક સરળ અને સામાન્ય પદ્ધતિ વિકસાવી છે. હાર્ડ કાર્બન સ્ત્રોત તરીકે resorcinol-formaldehyde રેઝિનનો ઉપયોગ કરીને નેટવર્ક માળખું.

In recent decades, carbon aerogels have been widely explored by using graphitic carbons and soft carbons, which show advantages in superelasticity. These elastic aerogels usually have delicate microstructures with good fatigue resistance but ultralow strength. Hard carbons show great advantages in mechanical strength and structural stability due to the sp3 C-induced turbostratic “house-of-cards” structure. However, the stiffness and fragility clearly get in the way of achieving superelasticity with hard carbons. Up to now, it is still a challenge to fabricate superelastic hard carbon-based aerogels.

રેઝિન મોનોમરનું પોલિમરાઇઝેશન નેનોફાઇબર્સની હાજરીમાં નેનોફાઇબરસ નેટવર્ક્સ સાથે હાઇડ્રોજેલ તૈયાર કરવા માટે માળખાકીય નમૂના તરીકે શરૂ કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારબાદ સખત કાર્બન એરોજેલ મેળવવા માટે સૂકવણી અને પાયરોલિસિસ દ્વારા. પોલિમરાઇઝેશન દરમિયાન, મોનોમર્સ ટેમ્પલેટ્સ પર જમા થાય છે અને ફાઇબર-ફાઇબર સાંધાને વેલ્ડ કરે છે, વિશાળ મજબૂત સાંધા સાથે રેન્ડમ નેટવર્ક માળખું છોડી દે છે. તદુપરાંત, ભૌતિક ગુણધર્મો (જેમ કે નેનોફાઈબરનો વ્યાસ, એરોજેલ્સની ઘનતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મો) ફક્ત ટેમ્પ્લેટ્સ અને કાચી સામગ્રીની માત્રાને ટ્યુન કરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે.

સખત કાર્બન નેનોફાઈબર્સ અને નેનોફાઈબર્સમાં વિપુલ પ્રમાણમાં વેલ્ડેડ સાંધાને લીધે, સખત કાર્બન એરોજેલ્સ મજબૂત અને સ્થિર યાંત્રિક પ્રદર્શન દર્શાવે છે, જેમાં સુપર-ઈલાસ્ટીસીટી, ઉચ્ચ તાકાત, અત્યંત ઝડપી પુનઃપ્રાપ્તિ ઝડપ (860 મીમી s-1) અને ઓછી ઉર્જા નુકશાન ગુણાંક (860 મીમી s-1) નો સમાવેશ થાય છે. <0.16). 104 ચક્ર માટે 50% તાણ હેઠળ પરીક્ષણ કર્યા પછી, કાર્બન એરજેલ માત્ર 2% પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ દર્શાવે છે, અને 93% મૂળ તાણ જાળવી રાખે છે.

સખત કાર્બન એરજેલ કઠોર પરિસ્થિતિઓમાં, જેમ કે પ્રવાહી નાઇટ્રોજનમાં સુપર-ઇલાસ્ટીસીટી જાળવી શકે છે. આકર્ષક યાંત્રિક ગુણધર્મોના આધારે, આ સખત કાર્બન એરજેલ ઉચ્ચ સ્થિરતા અને વિશાળ ડિટેક્ટીવ રેન્જ (50 KPa), તેમજ સ્ટ્રેચેબલ અથવા બેન્ડેબલ કંડક્ટર સાથે તણાવ સેન્સર્સના ઉપયોગ માટે વચન આપે છે. આ અભિગમ અન્ય બિન-કાર્બન આધારિત સંયુક્ત નેનોફાઈબર્સ બનાવવા માટે વિસ્તૃત કરવાનું વચન ધરાવે છે અને નેનોફાઈબ્રસ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ ડિઝાઇન કરીને કઠોર સામગ્રીને સ્થિતિસ્થાપક અથવા લવચીક સામગ્રીમાં રૂપાંતરિત કરવાની આશાસ્પદ રીત પ્રદાન કરે છે.