Гурӯҳи тадқиқотӣ бо роҳбарии профессор Ю.У Шухонг аз Донишгоҳи илм ва технологияи Чин (USTC) аз чандирӣ ва устувории торҳои абрешими тортанакҳои табиӣ илҳом гирифта, як усули оддӣ ва умумиро барои тавлиди аэрогелҳои сахти карбон, ки ба хастагӣ тобовар бо нанофилакҳо доранд, таҳия кард. сохтори шабака бо истифода аз қатрони resorcinol-formaldehyde ҳамчун манбаи карбон сахт.

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.

Полимеризатсияи мономерҳои қатрон дар ҳузури нанофилҳо ҳамчун қолибҳои сохторӣ барои омода кардани гидрогел бо шабакаҳои нанофилӣ оғоз карда шуд, пас хушккунӣ ва пиролиз барои ба даст овардани аэрогели карбон сахт. Ҳангоми полимеризатсия, мономерҳо дар қолабҳо ҷамъ мешаванд ва пайвандҳои нахи нахро кафшер мекунанд ва сохтори тасодуфии шабакаро бо буғумҳои азими мустаҳкам боқӣ мегузоранд. Ғайр аз он, хосиятҳои физикиро (ба монанди диаметри нанофилҳо, зичии аэрогелҳо ва хосиятҳои механикӣ) метавон тавассути танзими оддии қолибҳо ва миқдори ашёи хом назорат кард.

Аз сабаби нанофибҳои сахти карбон ва пайвастагиҳои фаровони кафшершуда дар байни нанофилҳо, аэрогелҳои карбонҳои сахт нишондиҳандаҳои механикии мустаҳкам ва устуворро нишон медиҳанд, аз ҷумла суперэластикӣ, қувваи баланд, суръати хеле зуд барқароршавӣ (860 мм с-1) ва коэффисиенти ками талафоти энергия ( <0,16). Пас аз озмоиши зери 50% шиддат барои 104 давра, аэрогели карбон танҳо 2% деформатсияи пластикиро нишон медиҳад ва 93% фишори аслиро нигоҳ медорад.

Аэргели сахти карбон метавонад дар шароити сахт, аз қабили нитрогени моеъ, суперэластикиро нигоҳ дорад. Дар асоси хосиятҳои ҷолиби механикӣ, ин аэрогели сахти карбон дар татбиқи сенсорҳои стресс бо устувории баланд ва диапазони васеи детективӣ (50 КПа), инчунин ноқилҳои дарозшаванда ё хамшаванда ваъда медиҳад. Ин равиш ваъда медиҳад, ки барои сохтани дигар нанофилҳои таркибии ғайрикарбон васеъ карда шавад ва роҳи ояндадори табдил додани маводи сахтро ба маводи чандир ё чандир тавассути тарҳрезии микроструктураи нанофилҳо таъмин мекунад.