Los aerogeles de carbono conductivos y compresibles son útiles en una variedad de aplicaciones. En décadas recientes, Los aerogeles de carbono se han explorado ampliamente mediante el uso de carbonos grafíticos y carbonos blandos, que muestran ventajas en superelasticidad. Estos aerogeles elásticos suelen tener microestructuras delicadas con buena resistencia a la fatiga pero resistencia ultrabaja. Los carbones duros demuestran grandes ventajas en cuanto a resistencia mecánica y estabilidad estructural debido a la estructura de "castillo de naipes" turbostratica inducida por sp3 C. Sin embargo, la rigidez y la fragilidad se interponen claramente en el camino de lograr la superelasticidad con los carbones duros. Hasta ahora, Ha sido un desafío fabricar aerogeles superelásticos a base de carbono duro.

Recientemente, inspirado en la flexibilidad y rigidez de las sedas de araña naturales, un equipo de investigación dirigido por Shu-Hong Yu de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China desarrolló un método simple para fabricar aerogeles de carbono duro superelásticos y resistentes a la fatiga con estructura de red nanofibrosa utilizando resina de resorcinol-formaldehído como fuente de carbono duro. Este trabajo fue publicado en Materiales avanzados . titulado "Aerogeles superelásticos de nanofibras de carbono duro".

Informan su proceso así:La polimerización de monómeros de resina se inició en presencia de nanofibras como plantillas estructurales para preparar un hidrogel con redes nanofibrosas, seguido de secado y pirólisis para producir aerogel de carbono duro. Durante la polimerización, los monómeros se depositan sobre plantillas y sueldan las uniones fibra-fibra, dejando una estructura de red aleatoria con uniones robustas masivas. Es más, propiedades físicas (como diámetros de nanofibras, densidades de aerogeles, y propiedades mecánicas) se pueden controlar simplemente ajustando las plantillas y la cantidad de materias primas.

Debido a las nanofibras de carbono duro y las abundantes uniones soldadas entre las nanofibras, los aerogeles de carbono duro muestran un rendimiento mecánico robusto y estable, incluida la superelástica, alta resistencia, velocidad de recuperación extremadamente rápida (860 mm s ^-1 ) y un coeficiente de pérdida de energía de flujo ( <0,16). Después de probar con una tensión del 50% durante 104 ciclos, el aerogel de carbono muestra solo un 2% de deformación plástica, y retuvo el 93% del estrés original. El aerogel de carbono duro puede mantener la súper elasticidad en condiciones difíciles, como en nitrógeno líquido. Basado en estas fascinantes propiedades mecánicas, este aerogel de carbono duro es prometedor en la aplicación de sensores de estrés con alta estabilidad y amplio rango de detección (50 KPa), así como conductores estirables o flexibles. Este enfoque promete ampliarse para fabricar otras nanofibras compuestas no basadas en carbono y proporciona una forma prometedora de transformar materiales rígidos en materiales elásticos o flexibles mediante el diseño de microestructuras nanofibrosas.