Iedvesmojoties no dabisko zirnekļa zīda audumu elastības un stingrības, pētniecības grupa, kuru vadīja prof. YU Shuhong no Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes (USTC), izstrādāja vienkāršu un vispārīgu metodi superelastīgo un pret nogurumu izturīgo cietā oglekļa aerogelu izgatavošanai ar nanšķiedru tīkla struktūru, izmantojot resorcinola-formaldehīda sveķus kā cietā oglekļa avotu.

Pēdējās desmitgadēs oglekļa aerogeli ir plaši izpētīti, izmantojot grafīta oglekli un mīkstos oglekļus, kas uzrāda superelastības priekšrocības. Šiem elastīgajiem aerogeliem parasti ir smalkas mikrostruktūras ar labu izturību pret nogurumu, bet ar ļoti mazu izturību. Cietie oglekļi parāda lielas mehāniskās izturības un struktūras stabilitātes priekšrocības, pateicoties sp3 C izraisītajai turbostratiskajai “kāršu nama” struktūrai. Tomēr stingrība un trauslums noteikti traucē sasniegt superelastību ar cietajiem oglekļiem. Līdz šim joprojām ir izaicinājums izgatavot superelastīgus cietā oglekļa bāzes aerogelus.

Sveķu monomēru polimerizācija tika sākta nanšķiedru kā strukturālo šablonu klātbūtnē, lai iegūtu hidrogelu ar nanšķiedru tīkliem, kam seko žāvēšana un pirolīze, lai iegūtu cietā oglekļa airgelu. Polimerizācijas laikā monomēri nogulsnējas uz veidnēm un metina šķiedru-šķiedru savienojumus, atstājot nejaušu tīkla struktūru ar masīvām izturīgām salaidumiem. Turklāt fizikālās īpašības (piemēram, nanšķiedru diametru, aerogelu blīvumu un mehāniskās īpašības) var kontrolēt, vienkārši noskaņojot veidnes un izejvielu daudzumu.

Sakarā ar cieto oglekļa nanšķiedru un bagātīgo metināto savienojumu daudzumu starp nanšķiedrām, cietā oglekļa aerogeli ir izturīgi un stabili mehāniski, ieskaitot superelastību, augstu izturību, ārkārtīgi ātru reģenerācijas ātrumu (860 mm s-1) un zemu enerģijas zudumu koeficientu ( <0,16). Pēc testēšanas ar 104 cikliem zem 50% deformācijas, oglekļa aerogelam ir tikai 2% plastiskā deformācija un tas saglabā 93% sākotnējā sprieguma.

Cietās ogles airgelis var saglabāt superelastību skarbos apstākļos, piemēram, šķidrā slāpekļa apstākļos. Balstoties uz aizraujošajām mehāniskajām īpašībām, šis cietā oglekļa aerogēls ir daudzsološs stresa sensoru ar augstu stabilitāti un plašu detektīvu diapazonu (50 KPa), kā arī izstiepjamu vai saliekamu vadītāju pielietošanā. Šī pieeja ir apsolāma, ka tā tiks paplašināta, lai izgatavotu citas kompozītmateriāla nanšķiedras, kas nav balstītas uz oglekli, un nodrošina daudzsološu veidu, kā pārveidot cietos materiālus elastīgos vai elastīgos materiālos, izstrādājot nanšķiedru mikrostruktūras.