传统碳纤维制造依赖1300℃以上高温碳化工艺，能耗高、成本高一直是制约产业发展的核心瓶颈。近期，科研团队提出一种基于石墨烯氧化物前驱体的室温催化化学还原新路线，通过“微网格域折叠”策略实现碳纤维的常温制备，能源消耗较传统工艺降低97%，拉伸强度达5.19 GPa，杨氏模量529 GPa，热导率232 W/(m·K)。这一突破有望从根本上重构碳纤维制造的成本与能耗格局。
传统碳纤维以聚丙烯腈（PAN）为前驱体，需经历预氧化（200–300℃）和碳化（1300–1600℃）两道高温工序，其中高温碳化环节约占制造成本的40%。新路线以石墨烯氧化物为前驱体，采用氢碘酸与三氟乙酸的催化化学还原法，在25℃常温下完成结构恢复，彻底跳过高温碳化步骤。这意味着碳纤维制造首次摆脱了对超高温炉体的依赖，从工艺源头上消除了最大的能耗与成本瓶颈。
研究团队创新性地提出“微网格域折叠”（Domain Folding）策略。传统自由折叠法中，石墨烯片层在液晶湿法纺丝过程中随机折叠，形成大量平面大孔缺陷，导致拉伸强度仅2.32 GPa。新策略将液相液晶域分割成数十条微细流，强制石墨烯片层在受限空间内高度有序地径向折叠，从源头消除大孔缺陷。这一思路借鉴了自然界中材料有序排列的原理，将宏观制造工艺与微观结构控制实现了统一。
在域折叠的基础上，溶胀拉伸后处理进一步消除残余褶皱，实现纤维纵向轴向排列。微孔体积减少约10倍——从平面大孔转变为针状微孔——缺陷密度大幅下降。拉伸强度从2.32 GPa提升至5.19 GPa，杨氏模量达529 GPa，热导率232 W/(m·K)。与传统PAN基碳纤维相比，该路线在保持高强度的同时，热导率显著优于多数商用碳纤维产品，在热管理领域具有突出潜力。
从能耗与成本角度审视，该路线的能源消耗较传统高温碳化降低97%，消除约40%的高温碳化制造成本。这意味着碳纤维的制造可能从“高温热解法”时代迈入“常温湿化学法”时代。传统碳纤维产线需要大型高温炉、惰性气体保护系统等高投入设备，而新路线所需的常温反应装置投资门槛显著降低，有望为中小规模碳纤维生产提供经济可行的路径。
在应用层面，该技术不仅可降低碳纤维在航空航天、风电叶片、新能源汽车等大规模应用场景中的材料成本，其高热导率特性还有望在热管理材料、电子封装等领域开拓新的应用空间。传统碳纤维热导率通常在10–100 W/(m·K)范围，而该路线达到232 W/(m·K)，使其在散热要求严苛的高功率电子器件中具有独特竞争力。
该技术目前仍处于实验室阶段，从实验室成果走向工业化放大需解决纺丝速率、纤维连续性、批次稳定性等工程化问题。然而，其核心价值在于验证了“不走高温碳化路线也能制造高性能碳纤维”的可行性，为碳纤维制造工艺的多元化发展提供了关键的原理性证明。
