导读：虽然碳纤维性能出色，但是价格昂贵，一般只在军事、跑车等高端领域使用。本文发现少量的石墨烯能够降低孔隙率并增强碳纤维的机械性能，含0.wt％石墨烯的碳纤维的拉伸强度为MPa，杨氏模量为GPa，与不添加石墨烯的相比，强度提高了％，模量增加了％。相关结果为低成本碳纤维的开发设计提供了新策略。

如今，随着汽车工业的发展，使用强度/重量比最高的碳纤维（CFs）材料能够极大的降低车辆本身的重量，并提升能量转换效率。然而，但是目前大多数的碳纤维是从比较贵的聚丙烯腈（PAN）得到的，限制了其在汽车工业中的广泛应用。

近日，美国弗吉尼亚大学李晓东教授和LeonidV.Zhigilei教授与美国宾夕法尼亚州立大学AdriC.T.vanDuin教授（通讯作者）重新研究了聚丙烯腈PAN的转化化学和微观结构演化，为低成本碳纤维的设计提供线索。其中，添加少量的石墨烯可以减少孔隙率/缺陷，并增强了PAN基碳纤维的性能。通过结合原子级的ReaxFF测试和大规模分子动力学模拟，阐明了石墨烯通过促进有利的边缘化学和聚合物链排列来修饰碳纤维微观结构的能力。相关论文以题为“Graphenereinforcedcarbonfibers”发表在ScienceAdvances上。

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