Niezwykle lekki, ale jednocześnie wytrzymały materiał kompozytowy.
Jest to włókno, które składa się praktycznie w całości z rozciągniętych struktur węglowych - carbon fibre - CF, (włókno karbonizowane).
Pojedyncza nitka włókna węglowego jest kilkakrotnie cieńsza niż włos, i niezwykle lekka, a mimo to, jest bardzo wytrzymała. Dzięki swoim unikalnym właściwościom zrewolucjonizowała współczesny przemysł techniczny.
Już w roku 1848, brytyjski fizyk Sir Joseph Wilson Swan, jako pierwszy stworzył prymitywne włókno węglowe z karbonizowanego papieru, używając tego włókna jako żarnika w prototypie żarówki.
Dwadzieścia lat później, Thomas Edison z powodzeniem wykorzystywał włókna węglowe wytworzone z włókien celulozowych, jako żarniki żarówek elektrycznych. Wypalał on włókna bawełniane oraz bambusowe w wysokiej temperaturze (proces pirolizy), uzyskując węglowe żarniki do swoich pierwszych masowych żarówek. Włókna te miały świetną tolerancję na ciepło, ale były kruche i nie posiadały dzisiejszej wytrzymałości mechanicznej.
Pierwsze wysokowydajne struktury z włókna węglowego, tzw.: "wąsy grafitowe", stworzył amerykański fizyk Roger Bacon w Centrum Technicznym Union Carbide Parma, obecnie GrafTech International Holdings, Inc., zlokalizowanym poza Cleveland, w stanie Ohio. Bacon otrzymał cienkie nitki o strukturze grafitowej i dużej wytrzymałości - miało to miejsce w roku 1958, a jego włókna bazowały na sztucznym jedwabiu (rayon).
Amerykańskie siły powietrzne zainteresowały się jego eksperymentami, co otworzyło drogę do dalszego rozwoju przemysłowego.
We wczesnych latach sześćdziesiątych XX wieku, dr Akio Shindo z Agencji Nauki i Technologii Przemysłowej Japonii, jako surowiec do wytwarzania włókien węglowych zastosował poliakrylonitryl (PAN). To spowodowało powstanie włókna zawierającego około 55% węgla, a jego odkrycie stało się fundamentem współczesnego przemysłu - do dziś ponad 90% światowego włókna węglowego produkuje się właśnie z PAN.
Dzisiaj stosowane włókna węglowe, są kilkukrotnie mocniejsze od stali, a przy tym ponad 4-krotnie od niej lżejsze i w dodatku nie zmieniają wymiarów pod wpływem zmian temperatury, oraz nie ulegają korozji. W dodatku mają bardzo wysoką sprężystość, co oznacza odporność na odkształcenia. Dlatego stosowane są wszędzie tam, gdzie istotne jest obniżenie wagi, przy jednoczesnym zachowaniu maksymalnej trwałości. Włókna węglowe znalazły zastosowanie w lotnictwie i kosmonautyce, w motoryzacji i sporcie, oraz w medycynie.
