Raziskovalna skupina pod vodstvom prof. YU Shuhonga s Kitajske univerze za znanost in tehnologijo (USTC) je po navdihu prožnosti in togosti naravnih pajkovih svilenih mrež razvila preprosto in splošno metodo za izdelavo superelastičnih in na utrujenost odpornih trdih ogljikovih aerogelov z nanovlakni. mrežno strukturo z uporabo resorcinol-formaldehidne smole kot trdega vira ogljika.

V zadnjih desetletjih so bili ogljikovi aerogeli široko raziskani z uporabo grafitnega ogljika in mehkega ogljika, ki kažejo prednosti v superelastičnosti. Ti elastični aerogeli imajo običajno občutljivo mikrostrukturo z dobro odpornostjo proti utrujenosti, vendar izjemno nizko trdnostjo. Trdi ogljik kaže velike prednosti v mehanski trdnosti in strukturni stabilnosti zaradi turbostratne strukture "hiša iz kart", ki jo povzroča sp3 C. Vendar pa togost in krhkost očitno ovirata doseganje superelastičnosti s trdim ogljikom. Do zdaj je izdelava superelastičnih trdih aerogelov na osnovi ogljika še vedno izziv.

Polimerizacija smolnih monomerov se je začela v prisotnosti nanovlaken kot strukturnih šablon za pripravo hidrogela z mrežami iz nanovlaken, čemur je sledilo sušenje in piroliza, da smo dobili trdi ogljikov aerogel. Med polimerizacijo se monomeri nanesejo na šablone in zvarijo spoje vlakna-vlakna, pri čemer ostane naključna mrežna struktura z masivnimi robustnimi spoji. Poleg tega je mogoče fizikalne lastnosti (kot so premeri nanovlaken, gostote aerogelov in mehanske lastnosti) nadzirati s preprosto nastavitvijo šablon in količine surovin.

Zaradi trdih ogljikovih nanovlaken in številnih varjenih spojev med nanovlakni imajo trdi ogljikovi aerogeli robustne in stabilne mehanske lastnosti, vključno s super elastičnostjo, visoko trdnostjo, izjemno hitro obnovitveno hitrostjo (860 mm s-1) in nizkim koeficientom izgube energije ( <0,16). Po testiranju pod 50 % napetostjo v 104 ciklih je ogljikov aerogel pokazal le 2 % plastične deformacije in ohranil 93 % prvotne napetosti.

Trdi ogljikov aerogel lahko ohrani super elastičnost v težkih pogojih, na primer v tekočem dušiku. Na podlagi fascinantnih mehanskih lastnosti ta trdi ogljikov aerogel obeta pri uporabi senzorjev napetosti z visoko stabilnostjo in širokim razponom detekcije (50 KPa), kot tudi raztegljivih ali upogljivih vodnikov. Ta pristop obljublja, da se bo razširil na izdelavo drugih kompozitnih nanovlaken brez ogljika in zagotavlja obetaven način preoblikovanja togih materialov v elastične ali prožne materiale z oblikovanjem mikrostruktur nanovlaken.