p Os aerogéis de carbono condutores e compressíveis são úteis em uma variedade de aplicações. Nas décadas recentes, aerogéis de carbono têm sido amplamente explorados usando carbonos grafíticos e carbonos macios, que apresentam vantagens na superelasticidade. Esses aerogéis elásticos geralmente têm microestruturas delicadas com boa resistência à fadiga, mas resistência ultrabaixa. Os carbonos duros demonstram grandes vantagens na resistência mecânica e estabilidade estrutural devido à estrutura turboestrática de "castelo de cartas" induzida por sp3 C. Contudo, rigidez e fragilidade claramente impedem a obtenção de superelasticidade com carbonos duros. Até agora, tem sido um desafio fabricar aerogéis superelásticos à base de carbono duro. p Recentemente, inspirado na flexibilidade e rigidez das sedas naturais de aranha, uma equipe de pesquisa liderada por Shu-Hong Yu da Universidade de Ciência e Tecnologia da China desenvolveu um método simples para fabricar aerogéis de carbono rígido superelásticos e resistentes à fadiga com estrutura de rede nanofibrosa usando resina de resorcinol-formaldeído como fonte de carbono rígido. Este trabalho foi publicado em Materiais avançados . intitulado "Aerogéis de nanofibra de carbono rígido superelástico".

p Eles relatam seu processo assim:A polimerização de monômeros de resina foi iniciada na presença de nanofibras como modelos estruturais para preparar um hidrogel com redes de nanofibras, seguido por secagem e pirólise para produzir aerogel de carbono duro. Durante a polimerização, os monômeros são depositados em modelos e soldam as juntas de fibra-fibra, deixando uma estrutura de rede aleatória com juntas maciças e robustas. Além disso, propriedades físicas (como diâmetros de nanofibra, densidades de aerogéis, e propriedades mecânicas) podem ser controlados simplesmente ajustando modelos e a quantidade de matérias-primas.

p Devido às nanofibras de carbono duro e às abundantes juntas soldadas entre as nanofibras, os aerogéis de carbono rígido exibem desempenho mecânico robusto e estável, incluindo superelasticidade, força elevada, velocidade de recuperação extremamente rápida (860 mm s ^-1 ) e um coeficiente de perda de energia baixa ( <0,16). Depois de testar sob 50% de tensão por 104 ciclos, o aerogel de carbono mostra apenas 2% de deformação plástica, e reteve 93% da tensão original. O aerogel de carbono duro pode manter a superelasticidade em condições adversas, como no nitrogênio líquido. Com base nessas propriedades mecânicas fascinantes, este aerogel de carbono duro é promissor na aplicação de sensores de estresse com alta estabilidade e ampla faixa de detecção (50 KPa), bem como condutores elásticos ou dobráveis. Esta abordagem promete ser estendida para fazer outras nanofibras compostas não baseadas em carbono e fornece uma maneira promissora de transformar materiais rígidos em materiais elásticos ou flexíveis, projetando microestruturas nanofibrosas.