แรงบันดาลใจจากความยืดหยุ่นและความแข็งแกร่งของใยแมงมุมใยธรรมชาติทีมวิจัยนำโดยศ. YU Shuhong จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (USTC) พัฒนาวิธีการที่ง่ายและทั่วไปในการสร้าง aerogels คาร์บอนแข็งพิเศษที่ทนความร้อนสูงและความล้า โครงสร้างเครือข่ายโดยใช้เรซิน resorcinol-ฟอร์มาลดีไฮด์เป็นแหล่งคาร์บอนยาก

ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา aerogels คาร์บอนได้รับการสำรวจอย่างกว้างขวางโดยใช้ graphitic carbons และ soft carbons ซึ่งแสดงข้อดีในความเป็นซูเปอร์พลาสติก aerogels ยืดหยุ่นเหล่านี้มักจะมีโครงสร้างขนาดเล็กที่มีความต้านทานความเหนื่อยล้าที่ดี แต่ความแข็งแรงน้อย ฮาร์ดคาร์บอนแสดงความได้เปรียบอย่างมากในด้านความแข็งแรงเชิงกลและความเสถียรของโครงสร้างเนื่องจากโครงสร้าง“ House-of-Cards” ของ sp3 C อย่างไรก็ตามความฝืดและความเปราะบางได้อย่างชัดเจนในทางของการบรรลุ superelasticity กับฮาร์ดคาร์บอน ถึงตอนนี้มันยังคงเป็นความท้าทายในการสร้าง aerogels ที่ทำจากคาร์บอนอย่างดีเยี่ยม

พอลิเมอไรเซชันของเรซิ่นโมโนเมอร์เริ่มต้นในที่ที่มีนาโนแฟบเลอร์เป็นแม่แบบโครงสร้างเพื่อเตรียมไฮโดรเจลด้วยเครือข่ายนาโนไฟเบอร์ตามด้วยการอบแห้งและไพโรไลซิสเพื่อรับคาร์บอนที่แข็ง ในระหว่างการเกิดพอลิเมอไรเซชันโมโนเมอร์จะวางลงบนแม่แบบและเชื่อมข้อต่อเส้นใยไฟเบอร์ออกจากโครงสร้างเครือข่ายแบบสุ่มที่มีข้อต่อที่แข็งแรงมาก ยิ่งไปกว่านั้นคุณสมบัติทางกายภาพ (เช่นเส้นผ่านศูนย์กลางของ nanofiber ความหนาแน่นของ aerogels และคุณสมบัติทางกล) สามารถควบคุมได้โดยการปรับแม่แบบและปริมาณของวัตถุดิบ

เนื่องจากท่อนาโนคาร์บอนแข็งและรอยเชื่อมที่มีมากมายระหว่างแท่งนาโนคาร์บอนทำให้ aerogels คาร์บอนแข็งแสดงสมรรถนะเชิงกลที่แข็งแกร่งและมีเสถียรภาพรวมถึงความยืดหยุ่นสูงความแข็งแรงสูงความเร็วในการกู้คืนสูงมาก (860 มม. s-1) และสัมประสิทธิ์การสูญเสียพลังงานต่ำ <0.16) หลังจากทดสอบภายใต้ความเครียด 50% เป็นเวลา 104 รอบเซลล์ลมคาร์บอนจะแสดงการเปลี่ยนรูปพลาสติกเพียง 2% และรักษาความเครียดเดิมไว้ 93%

Airgel คาร์บอนแข็งสามารถรักษาความยืดหยุ่นสูงในสภาวะที่รุนแรงเช่นในไนโตรเจนเหลว ด้วยคุณสมบัติเชิงกลที่น่าทึ่ง Airgel คาร์บอนชนิดนี้มีสัญญาในการประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์วัดความเครียดที่มีความเสถียรสูงและช่วงนักสืบที่กว้าง (50 KPa) รวมถึงตัวนำที่ยืดหยุ่นหรือโค้งงอ วิธีการนี้ถือเป็นการขยายสัญญาเพื่อสร้างนาโนคอมโพสิตที่ไม่ใช่คาร์บอนอื่น ๆ และให้วิธีการที่มีแนวโน้มในการเปลี่ยนวัสดุแข็งเป็นวัสดุยืดหยุ่นหรือยืดหยุ่นโดยการออกแบบโครงสร้างนาโนนาโนไฟเบอร์