'N Navorsingspan onder leiding van prof. YU Shuhong van die Universiteit van Wetenskap en Tegnologie van China (USTC), geïnspireer deur die buigsaamheid en styfheid van natuurlike spinnekantweefbanke, het 'n eenvoudige en algemene metode ontwikkel om superelastiese en moegheidsbestande harde koolstof-aerogels met nanovesel te vervaardig. netwerkstruktuur deur resorsinol-formaldehiedhars as 'n harde koolstofbron te gebruik.

Die afgelope dekades is koolstofaerogels wyd ondersoek deur grafiese koolstowwe en sagte koolstowwe te gebruik, wat voordele in superelastisiteit toon. Hierdie elastiese aërogels het gewoonlik delikate mikrostrukture met 'n goeie vermoeidheidsweerstand, maar is baie sterk. Harde koolstowwe het groot voordele in meganiese sterkte en strukturele stabiliteit as gevolg van die sp3 C-geïnduseerde turbostratiese "huis-van-kaarte" -struktuur. Die styfheid en broosheid kom egter duidelik in die weg om superelastisiteit met harde koolstowwe te bewerkstellig. Tot op hede is dit nog steeds 'n uitdaging om aerelelle op harde koolstofgebaseerde materiaal op harde koolstof te vervaardig.

Die polimerisasie van harsmonomere is in die teenwoordigheid van nanovesels as struktuurvorms geïnisieer om 'n hidrogeel met nano-veselnetwerke te berei, gevolg deur die droging en pirolise om harde koolstof-luggel te verkry. Tydens polimerisasie sit die monomere op sjablone en sweis die veselveselverbindings, wat 'n ewekansige netwerkstruktuur met massiewe robuuste verbindings laat. Boonop kan fisiese eienskappe (soos diameters van nanofiber, digtheid van aerogels en meganiese eienskappe) beheer word deur eenvoudig sjablone en die hoeveelheid grondstowwe in te stel.

As gevolg van die harde koolstof nanovesels en 'n oorvloedige sweisverbindings onder die nanovesels, vertoon die harde koolstof-aerogels robuuste en stabiele meganiese verrigting, insluitend super-elastisiteit, hoë sterkte, buitengewoon vinnige herstel spoed (860 mm s-1) en lae energieverlieskoëffisiënt ( <0.16). Nadat dit gedurende 104 siklusse onder 50% spanning getoets is, vertoon die koolstof-luggel slegs 2% plastiese vervorming en het die oorspronklike spanning 93% behou.

Die harde koolstof-luggel kan die super-elastisiteit handhaaf in moeilike toestande, soos in vloeibare stikstof. Op grond van die fassinerende meganiese eienskappe, beloof hierdie harde koolstof-luggel die toepassing van spanningssensors met 'n hoë stabiliteit en 'n wye speurbereik (50 KPa), sowel as rekbare of buigbare geleiers. Hierdie benadering beloof om uitgebrei te word om ander nie-koolstof-gebaseerde nanovesers saam te stel en bied 'n belowende manier om starre materiale in elastiese of buigsame materiale te omskep deur die nanoveselagtige mikrostrukture te ontwerp.