根據美國石墨烯委員會發布的信息，美國橡樹嶺實驗室、弗吉尼亞大學和賓夕法尼亞州立大學的研究人員在2020年4月的《科學進展》雜志上發表了新研究成果，向聚丙烯腈(PAN)前驅體中添加0.075%重量分數的石墨烯，可以使制備出的碳纖維拉伸強度提高225%和模量提高184%。

 

 

研究人員在PAN/二甲基中添加了少量剪切剝離的原始石墨烯(0.01-1.0%重量分數)亞砜(PAN / DMSO)溶液來微調PAN紡絲原液的性能。結果表明，含0.075%重量分數石墨烯的PAN /石墨烯基碳纖維表現出1916 MPa的拉伸強度和233 GPa的楊氏模量，與不含石墨烯的PAN碳纖維相比，強度提高了225%，模量提高了184%。

 

此外，大規模的分子動力學模擬結果表明，添加石墨烯可引入有利的邊緣化學作用，提高碳含量，增強聚合物鏈排列并增加結晶度。這些結果不僅擴展了對PAN基碳纖維生產的理解，而且為開發低成本替代石墨烯增強的前驅體纖維奠定了基礎，這可以生產出比當前PAN基碳纖維具有更高性能和更低成本的碳纖維產品