Kwa kuchochewa na unyumbufu na ugumu wa utando wa hariri za buibui asilia, timu ya watafiti iliyoongozwa na Prof. YU Shuhong kutoka Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia cha China (USTC) walibuni mbinu rahisi na ya jumla ya kutengeneza erojeli za kaboni ngumu zenye nguvu ya juu zaidi na zinazostahimili uchovu na nanofibrous. muundo wa mtandao kwa kutumia resorcinol-formaldehyde resin kama chanzo cha kaboni ngumu.

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.

Upolimishaji wa monoma za resin ulianzishwa mbele ya nanofibers kama violezo vya kimuundo ili kuandaa hidrojeni yenye mitandao ya nanofibrous, ikifuatiwa na kukausha na pyrolysis ili kupata erojeli ya kaboni ngumu. Wakati wa upolimishaji, monoma huweka kwenye violezo na kuunganisha viungio vya nyuzi-nyuzi, na kuacha muundo wa mtandao wa nasibu wenye viungio vikali vilivyo thabiti. Zaidi ya hayo, sifa za kimaumbile (kama vile kipenyo cha nanofiber, msongamano wa erogeli, na sifa za mitambo) zinaweza kudhibitiwa kwa kurekebisha violezo na kiasi cha malighafi.

Kwa sababu ya nanofiber za kaboni ngumu na viungio vingi vilivyochochewa kati ya nanofiber, erogeli za kaboni ngumu huonyesha utendakazi thabiti na thabiti wa kiufundi, ikijumuisha uthabiti wa hali ya juu, nguvu ya juu, kasi ya uokoaji haraka sana (860 mm s-1) na mgawo wa chini wa upotezaji wa nishati ( <0.16). Baada ya kujaribiwa chini ya 50% ya matatizo kwa mizunguko 104, airgel ya kaboni inaonyesha 2% tu ya uharibifu wa plastiki, na kubaki 93% ya mkazo wa awali.

Airgel ngumu ya kaboni inaweza kudumisha elasticity ya hali ya juu katika hali ngumu, kama vile nitrojeni kioevu. Kulingana na sifa za kuvutia za mitambo, jeli hii ya hewa ya kaboni ngumu ina ahadi katika utumiaji wa vitambuzi vya mfadhaiko na uthabiti wa hali ya juu na anuwai ya upelelezi (KPa 50), pamoja na kondakta zinazoweza kunyooshwa au kupinda. Mbinu hii inashikilia ahadi ya kupanuliwa ili kutengeneza nanofiber zenye mchanganyiko zisizo na kaboni na hutoa njia ya kuahidi ya kubadilisha nyenzo ngumu kuwa nyenzo nyororo au zinazonyumbulika kwa kubuni miundo midogo ya nanofibrous.