Gli aerogel di carbonio conduttivi e comprimibili sono utili in una varietà di applicazioni. Negli ultimi decenni, gli aerogel di carbonio sono stati ampiamente esplorati utilizzando carboni grafitici e carboni morbidi, che mostrano vantaggi in superelasticità. Questi aerogel elastici hanno solitamente microstrutture delicate con una buona resistenza alla fatica ma una resistenza ultrabassa. I carboni duri dimostrano grandi vantaggi in termini di resistenza meccanica e stabilità strutturale grazie alla struttura turbostratica "castello di carte" indotta da sp3 C. Però, rigidità e fragilità chiaramente ostacolano il raggiungimento della superelasticità con i carboni duri. Fino ad ora, è stata una sfida fabbricare aerogel superelastici a base di carbonio duro.

Recentemente, ispirata alla flessibilità e rigidità delle sete naturali di ragno, un gruppo di ricerca guidato da Shu-Hong Yu dell'Università di Scienza e Tecnologia della Cina ha sviluppato un metodo semplice per fabbricare aerogel di carbonio duro superelastici e resistenti alla fatica con struttura a rete nanofibrosa utilizzando la resina resorcina-formaldeide come fonte di carbonio duro. Questo lavoro è stato pubblicato in Materiale avanzato . intitolato "Aerogel di nanofibre di carbonio superelastiche dure".

Riferiscono il loro processo così:la polimerizzazione dei monomeri di resina è stata avviata in presenza di nanofibre come modelli strutturali per preparare un idrogel con reti nanofibrose, seguita da essiccazione e pirolisi per produrre aerogel di carbonio duro. Durante la polimerizzazione, i monomeri si depositano sulle dime e saldano i giunti fibra-fibra, lasciando una struttura di rete casuale con giunti robusti e massicci. Inoltre, proprietà fisiche (come i diametri delle nanofibre, densità di aerogel, e proprietà meccaniche) possono essere controllati semplicemente regolando i modelli e la quantità di materie prime.

A causa delle nanofibre di carbonio dure e degli abbondanti giunti saldati tra le nanofibre, gli aerogel in carbonio duro mostrano prestazioni meccaniche robuste e stabili, compresa la superelasticità, molta forza, velocità di recupero estremamente rapida (860 mm s ^-1 ) e un coefficiente di perdita di energia ( <0.16). Dopo aver testato sotto il 50% di deformazione per 104 cicli, l'aerogel di carbonio mostra solo il 2% di deformazione plastica, e ha mantenuto il 93% dello stress originale. L'aerogel in carbonio duro può mantenere la super elasticità in condizioni difficili, come nell'azoto liquido. Sulla base di queste affascinanti proprietà meccaniche, questo aerogel in carbonio duro è promettente nell'applicazione di sensori di stress con elevata stabilità e ampio raggio di rilevamento (50 KPa), così come conduttori estensibili o pieghevoli. Questo approccio promette di essere esteso per produrre altre nanofibre composite non a base di carbonio e fornisce un modo promettente di trasformare materiali rigidi in materiali elastici o flessibili progettando microstrutture nanofibrose.