Инспирисан флексибилношћу и крутошћу природне паукове свиле, истраживачки тим предвођен проф. ИУ Схухонгом са Универзитета за науку и технологију Кине (УСТЦ) развио је једноставну и општу методу за производњу супереластичних и на умор отпорних тврдих угљеничних аерогела са нанофиброзом. структура мреже коришћењем ресорцинол-формалдехидне смоле као извора тврдог угљеника.

Последњих деценија, угљенични аерогели су широко истражени коришћењем графитних угљеника и меких угљеника, који показују предности у супереластичности. Ови еластични аерогелови обично имају деликатну микроструктуру са добром отпорношћу на замор, али ултраниском чврстоћом. Тврди угљеници показују велике предности у механичкој чврстоћи и структурној стабилности због сп3 Ц-индуковане турбостратичне структуре „куће од карата“. Међутим, крутост и крхкост јасно сметају постизању супереластичности са тврдим угљеницима. До сада је и даље изазов произвести супереластичне аерогеле на бази тврдог угљеника.

Полимеризација мономера смоле је започета у присуству нановлакна као структурних шаблона за припрему хидрогела са нановлакнастим мрежама, након чега је уследило сушење и пиролиза да би се добио аерогел од тврдог угљеника. Током полимеризације, мономери се таложе на шаблонима и заварују спојеве влакана и влакана, остављајући насумичне мрежне структуре са масивним робусним спојевима. Штавише, физичка својства (као што су пречници нановлакна, густине аерогела и механичка својства) могу се контролисати једноставним подешавањем шаблона и количине сировина.

Због тврдих угљеничних нановлакна и великог броја заварених спојева међу нановлакнима, аерогели од тврдог угљеника показују робусне и стабилне механичке перформансе, укључујући супереластичност, велику чврстоћу, изузетно брзу брзину опоравка (860 мм с-1) и низак коефицијент губитка енергије ( <0,16). Након тестирања под напрезањем од 50% током 104 циклуса, угљенични аерогел показује само 2% пластичне деформације и задржао је 93% првобитног напрезања.

Аерогел од тврдог угљеника може одржати супереластичност у тешким условима, као што је течни азот. На основу фасцинантних механичких својстава, овај аерогел од тврдог угљеника обећава у примени сензора напрезања са високом стабилношћу и широким детективним опсегом (50 кПа), као и растезљивим или савитљивим проводницима. Овај приступ обећава да ће бити проширен како би се направила друга композитна нановлакна која нису заснована на угљенику и пружа обећавајући начин трансформације крутих материјала у еластичне или флексибилне материјале пројектовањем нановлакнастих микроструктура.