美國賓州州立大學與維吉尼亞大學、橡樹嶺國家實驗室(ORNL)藉由實驗結合電腦模擬的方式，發現了一項添加石墨烯(Graphene)以大幅提高碳纖維強度的手法，將可望應用於價格便宜之汽車材料開發。
目前市場上的碳纖維有90%係以高價的聚丙烯腈(Polyacrylonitrile; PAN)製造而成。此外，須先將PAN纖維加熱至200～300℃使其氧化，再以1,200～1,600℃加熱碳化後，再度加熱至2,100℃，若未能經歷這一連串的製程，就無法得到需要的強度與剛性。然而這些製程不僅複雜且需要龐大的能源，且約佔碳纖維製造成本的50%。
研究團隊利用電腦模擬並透過實驗室實驗，發現在製程的最初階段添加極微量0.075%的2D石墨烯，相較於一般PAN基底的碳纖維，強度提高225%，剛性也提高了184%。研究團隊也表示，2D石墨烯的平面構造讓PAN分子連續分散在纖維整體，且在高溫時因石墨烯的邊緣具有觸媒機能，以致於剩餘的PAN會在邊緣的周圍濃縮。
今後研究團隊計畫使用價格更便宜的前驅物質，期能更進一步降低碳纖維的製造成本。目前碳纖維的價格約1磅15美元，研究團隊希望能降低至5美元程度。此外，對於重量1磅價格最高可達900美元的高價碳纖維而言，也將可望降低其生產成本。