根据美国石墨烯委员会发布的信息，美国橡树岭实验室、弗吉尼亚大学和宾夕法尼亚州立大学的研究人员在2020年4月的《科学进展》杂志上发表了新研究成果，向聚丙烯腈(PAN)前驱体中添加0.075%重量分数的石墨烯，可以使制备出的碳纤维拉伸强度提高225%和模量提高184%。

 

 

研究人员在PAN/二甲基中添加了少量剪切剥离的原始石墨烯(0.01-1.0%重量分数)亚砜(PAN / DMSO)溶液来微调PAN纺丝原液的性能。结果表明，含0.075%重量分数石墨烯的PAN /石墨烯基碳纤维表现出1916 MPa的拉伸强度和233 GPa的杨氏模量，与不含石墨烯的PAN碳纤维相比，强度提高了225%，模量提高了184%。

 

此外，大规模的分子动力学模拟结果表明，添加石墨烯可引入有利的边缘化学作用，提高碳含量，增强聚合物链排列并增加结晶度。这些结果不仅扩展了对PAN基碳纤维生产的理解，而且为开发低成本替代石墨烯增强的前驱体纤维奠定了基础，这可以生产出比当前PAN基碳纤维具有更高性能和更低成本的碳纤维产品