1960年代，碳纤维首次在固体火箭发动机的机壳和坦克中被使用时，它不仅可以代替玻璃纤维，而且还可以替代其他各种材料。

　　发生了什么？

　　50年后，它仍然是一种神奇的材料。当然，蝙蝠侠的西装里也有，昂贵汽车的仪表盘和性能部件上都有少量的配置，但每kg10美元的价格对于大规模部署来说还是太贵了。我们已经使用了几十年了，我们的材料科学摩尔定律在哪里使这种材料便宜？为什么这些东西仍然那么贵？

　　事实证明，即使在半个世纪之后，这些东西仍然是制造商的主要痛苦。

　　在碳纤维成为碳纤维之前，它开始是一种基础材料，是一种有机聚合物，其碳原子将一长串称为聚丙烯腈的分子粘合在一起。对于类似于毛衣和地毯中的丙烯酸树脂的材料来说，这是一个大词。但是不同于地板和衣服丙烯酸，变成一种比钢铁更坚固，价格更高的更轻的材料。每千克30块钱的价格听起来似乎并不昂贵，但在制造过程中，这个数字却飙升了。

　　也要看到，要获得碳纤维的碳部分，原料的一半丙烯酸必须被踢掉。国家实验室聚合物基复合材料小组的鲍勃·诺里斯解释说：“最终产品的成本将是开始时的两倍，因为一半会燃烧掉。” “甚至在不考虑能源和设备之前，最终产品中的前体成本约为每千克35元。”

　　每千克35元的价格也是使碳纤维进入主流汽车应用的魔幻数字。因此，就目前而言，仅基础材料就已经超出了预算。

　　制造商还必须处理在加热过程中不会残留的丙烯酸。需要处理废气，以免污染环境。绿色并不便宜。诺里斯说：“这涉及很多能源，很多房地产和很多大型设备。” 那只是在制造单个纤维本身。

　　让我们花点时间讨论一下我们在制造过程中的位置以及我们试图达到的位置。当您想到碳纤维时，您会想到那种看上去棒极，坚硬，超轻，有光泽的面板，并且具有可见的组织，对吗？好吧，我们刚刚完成了工作。我们仍然必须将它们排列成一个网格，利用该材料的单向强度并将它们粘合在一起。

　　给织造产品钉钉意味着确保所有股线都在拉扯其重量。
　　碳纤维制造商解释说：“您必须担心纤维是平行的并且都被均匀拉伸。” 晶格中的波浪形线束会在直纤维上施加额外的应力，而该直束线最终会先断裂。为了弥补编织不完美的可能性，制造商可能会将已经昂贵的纤维多穿进必要的百分之十。

　　单独地，股线并不是制造商需要的强项。它们是钢筋一样的钢筋混凝土。目前，碳纤维可与热固性树脂一起使用。它们共同构成了一种复合材料，可以将其加工成某种形状。问题在于，一旦树脂在高压釜中成型并固化，就无法在不拧紧产品结构完整性的情况下改变其形状。一个小错误意味着很多浪费和时间。考虑到汽车行业冲压车身板的速度，热固性需要一个多小时，这是一个很长的时间。

　　因此，碳纤维不仅仅需要一个天才的修理就可以进入较低的价格等级，还需要对整个系统进行大修。就像任何提供巨大财务回报的东西一样，这个行业也正在发展。

　　例如，那些毛衣类型的丙烯酸树脂可能会代替制造商现在使用的丙烯酸树脂。诺里斯说：“设备的专业性较差，因此可以将前体成本降低20％至30％。” 他们还检查了木质等可再生碳纤维原料，例如木质素，而不是目前的石油基原料。

　　替代的转换过程（即将热交换为等离子加热）也可以降低成本。“它减少了时间，因为您不必加热整个炉子；您可以产生等离子体来包围灯丝，” Norris解释说。

　　科学家们还没有完全确定使碳纤维与热塑性树脂一起使用的化学过程。但是，一旦这样做，Toho Tenax America的Klawonn预测转换过程中的成本将降低60-70％。最大的变化是热塑性塑料快速凝固并且可以熔融和重熔，这可以减少发生错误时的浪费。

　　变革即将到来。诺里斯指出，像空中客车A380这样的新型商业客机都安装了碳纤维代替铝。“他们正在向更加主流的方向发展，但是直到现在，一直都是有能力为此付出代价的行业。” 我们只希望成本在需要它的时候下降。