Εμπνευσμένο από την ευελιξία και την ακαμψία των φυσικών μεταξωτών ιστών, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή YU Shuhong από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (USTC) ανέπτυξε μια απλή και γενική μέθοδο για την κατασκευή υπερελαστικών και ανθεκτικών στην κόπωση αερολυμάτων σκληρού άνθρακα με νανοΐνες δομή δικτύου χρησιμοποιώντας ρητίνη ρεσορκινόλης-φορμαλδεΰδης ως πηγή σκληρού άνθρακα.

Τις τελευταίες δεκαετίες, τα αερογέλη άνθρακα έχουν διερευνηθεί ευρέως χρησιμοποιώντας γραφίτη και μαλακούς άνθρακες, τα οποία δείχνουν πλεονεκτήματα στην υπερελαστικότητα. Αυτά τα ελαστικά αερογέλη έχουν συνήθως ευαίσθητες μικροδομές με καλή αντοχή στην κόπωση αλλά με υπερβολική αντοχή. Οι σκληροί άνθρακες παρουσιάζουν μεγάλα πλεονεκτήματα στη μηχανική αντοχή και τη δομική σταθερότητα λόγω της στροβιλοστατικής δομής "house-of-cards" που προκαλείται από το sp3 C. Ωστόσο, η δυσκαμψία και η ευθραυστότητα παρεμποδίζουν σαφώς την επίτευξη υπερελαστικότητας με σκληρούς άνθρακες. Μέχρι τώρα, εξακολουθεί να αποτελεί πρόκληση η κατασκευή υπερελαστικών αερολυμάτων με σκληρό άνθρακα.

Ο πολυμερισμός των μονομερών ρητίνης ξεκίνησε παρουσία νανοϊνών ως δομικών προτύπων για την παρασκευή μιας υδρογέλης με νανοϊνώδη δίκτυα, ακολουθούμενη από την ξήρανση και την πυρόλυση για να ληφθεί αερογέλη σκληρού άνθρακα. Κατά τον πολυμερισμό, τα μονομερή εναποτίθενται σε πρότυπα και συγκολλούν τις ενώσεις ινών ινών, αφήνοντας μια τυχαία δομή δικτύου με τεράστιες στιβαρές αρθρώσεις. Επιπλέον, οι φυσικές ιδιότητες (όπως οι διάμετροι των νανοϊνών, οι πυκνότητες των αεροπηκτών και οι μηχανικές ιδιότητες) μπορούν να ελεγχθούν με απλή ρύθμιση προτύπων και την ποσότητα των πρώτων υλών.

Λόγω των νανοϊνών σκληρού άνθρακα και των άφθονων συγκολλημένων αρμών μεταξύ των νανοϊνών, τα αερογέλη σκληρού άνθρακα εμφανίζουν στιβαρές και σταθερές μηχανικές επιδόσεις, συμπεριλαμβανομένης της υπερ-ελαστικότητας, της υψηλής αντοχής, της εξαιρετικά γρήγορης ταχύτητας ανάκτησης (860 mm s-1) και του χαμηλού συντελεστή απώλειας ενέργειας ( <0,16). Αφού δοκιμάστηκε υπό πίεση 50% για 104 κύκλους, η αερογέλη άνθρακα εμφανίζει μόνο 2% πλαστική παραμόρφωση και διατήρησε το 93% της αρχικής τάσης.

Η αερογέλη σκληρού άνθρακα μπορεί να διατηρήσει την υπερ-ελαστικότητα σε σκληρές συνθήκες, όπως σε υγρό άζωτο. Με βάση τις συναρπαστικές μηχανικές ιδιότητες, αυτή η αερογέλη σκληρού άνθρακα υπόσχεται στην εφαρμογή αισθητήρων πίεσης με υψηλή σταθερότητα και ευρύ εύρος ντετέκτιβ (50 KPa), καθώς και ελαστικούς ή εύκαμπτους αγωγούς. Αυτή η προσέγγιση υπόσχεται να επεκταθεί για την κατασκευή άλλων σύνθετων νανοϊνών που δεν βασίζονται σε άνθρακα και παρέχει έναν πολλά υποσχόμενο τρόπο μετατροπής άκαμπτων υλικών σε ελαστικά ή εύκαμπτα υλικά, σχεδιάζοντας τις νανοϊνες μικροδομές.