通过聚丙烯腈（PAN-CF）热解获得的碳纤维（CF）在各种应用中（如飞机制造和动力涡轮机叶片）的性能方面超过了金属。然而，关于PAN-CF的原子结构及其在热解过程中的形成机制研究却鲜有报道。东京大学Eiichi Nakamura 、Koji Harano和东丽工业公司Fumihiko Tanaka在碳纳米管中热解了丙烯腈9-聚体，并使用原子分辨率电子显微镜和拉曼光谱监测了反应过程，发现在900至1800°C的缓慢石墨化过程中，这种低聚物在1200–1400°C下形成了热反应性波状类石墨烯网络（WGN）。

本文要点

（1）Ptychography显微镜分析表明，这种材料由5-、6-和更大的元环组成；因此，它不是平的而是波浪形的。

（2）实验数据表明，在PAN-CF制造过程中，许多WGN层分层堆积，形成化学和物理交叉的非晶相，可抵抗断裂并提高拉伸强度─高熵材料的预期特性。

Toru Ishikawa, et al. Wavy Graphene-Like Network Forming during Pyrolysis of Polyacrylonitrile into Carbon Fiber. JACS. 2023

DOI：10.1021/jacs.3c02504

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c02504