Inspirert av fleksibiliteten og stivheten til naturlige edderkoppsilkevev, utviklet et forskerteam ledet av prof. YU Shuhong fra University of Science and Technology of China (USTC) en enkel og generell metode for å fremstille superelastiske og tretthetsbestandige aerogeler av hardt karbon med nanofibrøse nettverksstruktur ved å bruke resorcinol-formaldehyd-harpiks som en hard karbonkilde.

De siste tiårene har karbon-aerogeler blitt mye utforsket ved å bruke grafittiske karboner og myke karboner, som viser fordeler i superelastisitet. Disse elastiske aerogelene har vanligvis delikate mikrostrukturer med god tretthetsmotstand, men ultralav styrke. Harde karboner viser store fordeler i mekanisk styrke og strukturell stabilitet på grunn av den sp3 C-induserte turbostratiske "korthus"-strukturen. Imidlertid er stivheten og skjørheten tydelig i veien for å oppnå superelastisitet med harde karboner. Til nå er det fortsatt en utfordring å fremstille superelastiske harde karbonbaserte aerogeler.

Polymeriseringen av harpiksmonomerer ble initiert i nærvær av nanofibre som strukturmaler for å fremstille en hydrogel med nanofibrøse nettverk, etterfulgt av tørking og pyrolyse for å få hard karbon aerogel. Under polymerisering avsettes monomerene på maler og sveiser fiber-fiberskjøtene, og etterlater en tilfeldig nettverksstruktur med massive robuste skjøter. Dessuten kan fysiske egenskaper (som diametre av nanofiber, tettheter av aerogeler og mekaniske egenskaper) kontrolleres ved ganske enkelt å justere maler og mengden av råvarer.

På grunn av de harde karbon nanofibrene og rikelig med sveisede skjøter blant nanofibrene, viser de harde karbon aerogelene robuste og stabile mekaniske ytelser, inkludert superelastisitet, høy styrke, ekstremt rask gjenvinningshastighet (860 mm s-1) og lav energitapskoeffisient ( <0,16). Etter testing under 50 % belastning i 104 sykluser, viser karbon aerogelen kun 2 % plastisk deformasjon, og beholdt 93 % opprinnelig spenning.

Den harde karbon aerogelen kan opprettholde superelastisiteten under tøffe forhold, for eksempel i flytende nitrogen. Basert på de fascinerende mekaniske egenskapene, har denne harde karbon aerogelen lovende når det gjelder bruk av stresssensorer med høy stabilitet og bredt detektivområde (50 KPa), samt strekkbare eller bøybare ledere. Denne tilnærmingen lover å bli utvidet til å lage andre ikke-karbonbaserte komposittnanofibre og gir en lovende måte å transformere stive materialer til elastiske eller fleksible materialer ved å designe de nanofibrøse mikrostrukturene.