Diideuan ku kalenturan sareng kaku tina ramat sutra lancah alam, tim panaliti anu dipimpin ku Prof. YU Shuhong ti Universitas Ilmu Pengetahuan sareng Téknologi Cina (USTC) ngembangkeun metode anu saderhana sareng umum pikeun nyiptakeun aerogel karbon keras superelastic sareng tahan kacapean kalayan nanofibrous. struktur jaringan ku ngagunakeun résin resorsinol-formaldehida salaku sumber karbon teuas.

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.

Polimérisasi monomér résin diprakarsai ku ayana serat nano salaku témplat struktural pikeun nyiapkeun hidrogél kalayan jaringan nanofibrous, dituturkeun ku pengeringan sareng pirolisis pikeun meunangkeun aerogel karbon keras. Salila polimérisasi, monomér disimpen dina citakan sareng ngalas sambungan serat-serat, nyésakeun struktur jaringan acak sareng sambungan anu kuat. Sumawona, sipat fisik (sapertos diaméter serat nano, kapadetan aerogel, sareng sipat mékanis) tiasa dikontrol ku ngan ukur nyaluyukeun témplat sareng jumlah bahan baku.

Alatan nanofibers karbon teuas sarta sambungan las loba pisan diantara nanofibers, nu aerogel karbon teuas nembongkeun kinerja mékanis mantap sarta stabil, kaasup super-élastisitas, kakuatan tinggi, speed recovery pisan gancang (860 mm s-1) jeung koefisien leungitna énergi low ( <0.16). Saatos diuji dina galur 50% pikeun 104 siklus, aerogel karbon ngan ukur nunjukkeun 2% deformasi plastik, sareng nahan 93% setrés asli.

Airgel karbon keras tiasa ngajaga élastisitas super dina kaayaan anu parah, sapertos dina nitrogén cair. Dumasar kana sipat mékanis anu pikaresepeun, airgel karbon keras ieu ngagaduhan janji dina aplikasi sénsor setrés kalayan stabilitas tinggi sareng rentang detektif anu lega (50 KPa), ogé konduktor anu tiasa manjang atanapi bengkok. Pendekatan ieu nyepeng jangji pikeun diperpanjang pikeun ngadamel serat nano komposit non-karbon sanés sareng nyayogikeun cara anu ngajangjikeun pikeun ngarobih bahan anu kaku janten bahan elastis atanapi fleksibel ku ngarancang struktur mikro nanofibrous.