Frymëzuar nga fleksibiliteti dhe ngurtësia e rrjetave të mëndafshta të merimangës natyrale, një ekip kërkimor i udhëhequr nga Prof. YU Shuhong nga Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë së Kinës (USTC) zhvilloi një metodë të thjeshtë dhe të përgjithshme për të fabrikuar aerogele karboni të forta superelastike dhe rezistente ndaj lodhjes me nanofibroze struktura e rrjetit duke përdorur rrëshirën resorcinol-formaldehid si një burim karboni të fortë.

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.

Polimerizimi i monomereve të rrëshirës u nis në prani të nanofibrave si shabllone strukturore për të përgatitur një hidrogel me rrjete nanofibroze, e ndjekur nga tharja dhe piroliza për të marrë aerogel të fortë karboni. Gjatë polimerizimit, monomerët depozitohen në shabllone dhe bashkojnë nyjet e fibrave, duke lënë një strukturë rrjeti të rastësishme me nyje masive të fuqishme. Për më tepër, vetitë fizike (të tilla si diametrat e nanofibrave, dendësia e aerogeleve dhe vetitë mekanike) mund të kontrollohen thjesht duke rregulluar shabllonet dhe sasinë e lëndëve të para.

Për shkak të nanofibrave të forta të karbonit dhe nyjeve të bollshme të salduara midis nanofibrave, aerogelët e fortë të karbonit shfaqin performanca mekanike të fuqishme dhe të qëndrueshme, duke përfshirë super-elasticitetin, forcën e lartë, shpejtësinë jashtëzakonisht të shpejtë të rikuperimit (860 mm s-1) dhe koeficientin e ulët të humbjes së energjisë ( <0.16). Pas testimit nën sforcim 50% për 104 cikle, aeroxheli i karbonit tregon vetëm 2% deformim plastik dhe ka ruajtur 93% stresin origjinal.

Aeroxheli i fortë i karbonit mund të ruajë super-elasticitetin në kushte të vështira, siç është azoti i lëngshëm. Bazuar në vetitë magjepsëse mekanike, ky airgel i fortë karboni premton aplikimin e sensorëve të stresit me qëndrueshmëri të lartë dhe gamë të gjerë detektive (50 KPa), si dhe përçues të shtrirë ose të përkulshëm. Kjo qasje premton të zgjerohet për të prodhuar nanofibra të tjera të përbëra me bazë karboni dhe ofron një mënyrë premtuese për të transformuar materialet e ngurtë në materiale elastike ose fleksibël duke projektuar mikrostrukturat nanofibroze.