قدرتی مکڑی کے ریشم کے جالوں کی لچک اور سختی سے متاثر ہو کر، یونیورسٹی آف سائنس اینڈ ٹیکنالوجی آف چائنا (USTC) کے پروفیسر YU Shuhong کی قیادت میں ایک تحقیقی ٹیم نے نانوفائبرس کے ساتھ انتہائی لچکدار اور تھکاوٹ کے خلاف مزاحم سخت کاربن ایروجیلز بنانے کا ایک سادہ اور عام طریقہ تیار کیا۔ resorcinol-formaldehyde رال کو سخت کاربن ماخذ کے طور پر استعمال کرکے نیٹ ورک کا ڈھانچہ۔

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.

رال مونومرز کی پولیمرائزیشن کا آغاز نینو فائبرس کی موجودگی میں ساختی ٹیمپلیٹس کے طور پر کیا گیا تھا تاکہ نانوفائبرس نیٹ ورکس کے ساتھ ہائیڈروجیل تیار کیا جا سکے، اس کے بعد سخت کاربن ایروجیل حاصل کرنے کے لیے خشک کرنے اور پائرولیسس کے ذریعے۔ پولیمرائزیشن کے دوران، monomers ٹیمپلیٹس پر جمع ہوتے ہیں اور فائبر-فائبر جوڑوں کو ویلڈ کرتے ہیں، جس سے بڑے مضبوط جوڑوں کے ساتھ ایک بے ترتیب نیٹ ورک کا ڈھانچہ رہ جاتا ہے۔ مزید برآں، طبعی خصوصیات (جیسے نانوفائبر کے قطر، ایروجیلز کی کثافت، اور مکینیکل خصوصیات) کو صرف ٹیمپلیٹس اور خام مال کی مقدار کو ٹیوننگ کرکے کنٹرول کیا جا سکتا ہے۔

سخت کاربن نانوفائبرز اور نانوفائبرز کے درمیان وافر ویلڈیڈ جوڑوں کی وجہ سے، سخت کاربن ایروجیلز مضبوط اور مستحکم مکینیکل پرفارمنس دکھاتے ہیں، جس میں انتہائی لچک، اعلیٰ طاقت، انتہائی تیز بحالی کی رفتار (860 ملی میٹر s-1) اور کم توانائی کے نقصان کا گتانک شامل ہیں۔ <0.16)۔ 104 سائیکلوں کے لیے 50% تناؤ کے تحت ٹیسٹ کرنے کے بعد، کاربن ایئرجیل صرف 2% پلاسٹک کی خرابی کو ظاہر کرتا ہے، اور 93% اصل تناؤ کو برقرار رکھتا ہے۔

سخت کاربن ایرجیل سخت حالات میں انتہائی لچک کو برقرار رکھ سکتا ہے، جیسے مائع نائٹروجن میں۔ دلچسپ مکینیکل خصوصیات کی بنیاد پر، یہ سخت کاربن ایئرجیل اعلی استحکام اور وسیع جاسوسی رینج (50 KPa) کے ساتھ ساتھ اسٹریچ ایبل یا موڑنے کے قابل کنڈکٹرز کے ساتھ تناؤ کے سینسرز کے استعمال میں وعدہ کرتا ہے۔ اس نقطہ نظر میں دیگر غیر کاربن پر مبنی جامع نانوفائبر بنانے کے لیے توسیع کیے جانے کا وعدہ کیا گیا ہے اور نانوفائبرس مائیکرو اسٹرکچرز کو ڈیزائن کرکے سخت مواد کو لچکدار یا لچکدار مواد میں تبدیل کرنے کا ایک امید افزا طریقہ فراہم کیا گیا ہے۔