Kohlestofffaser entsteht bei der Pyrolyse von Polyacrylnitril. Es werden lange Ketten von C-Atomen gebildet, und „je länger und dünner diese feinen Carbonhärchen sind, umso besser ist die Qualität der Faser.“ ... „Kohlestofffaser ist auf Zug etwa 100-mal höher beanspruchbar als in Querrichtung“.

So erläutert es Thomas Leschik von CarboFibretec in Friedrichshafen, die für das BMW Guggenheim Lab die Carbonelemente gefertigt haben. „Im Vergleich zu gewöhnlichen Baustählen können mit diesem Werkstoff wegen seiner etwa 10-mal größeren Zugfestigkeit bei einem Fünftel des Eigengewichts größere Spannweiten und schlankere Querschnitte realisiert werden.“

Bislang ist das Konstruieren mit Carbon vor allem aus der Raumfahrt, der Automobil­industrie, bei Flugzeugteilen, Roboterelementen, Fahrrädern oder auch bei Tennisschlägern bekannt. Immer dort, wo leichtes Gewicht und hohe Tragfestigkeit erforderlich sind, kommt Carbon als Schalenkonstruktion, als Rohr oder als Bogen zum Einsatz.

Im Wesentlichen werden diese Elemente in zwei Verfahren hergestellt: dem Wickelverfahren, bei dem die zu Carbonfäden verarbeiteten Kohlefasern über eine webstuhlähnliche Konstruktion auf stabförmige Matrizen aus Aluminium oder Kunststoff gewickelt werden; oder modelliert, in dem zu Carbonmatten verwebte Kohlefäden auf Negativmatrizen ebenfalls aus Aluminium oder Kunststoff gepresst werden.
Als Klebematrix dient zumeist ein Kunstharz. Gewebegröße, Anordnung der Gewebelagen oder Art der Wickelung werden in Abhängigkeit der gewünschten Trageigenschaften ausgelegt. Unter Luftentzug werden die Rohlinge eingeschweißt, somit durch die Materie der Umgebung verpresst und anschließend bei weiterer Absaugung der entweichenden Gase bei etwa 100° Cel­sius für zwei Stunden gebacken. Das eigentliche Knowhow in der Fertigung der Carbonelemente besteht weniger in dem Verfahren selbst als in der Auslegung der Carbonschichten und der Entwicklung von Lösungen zur Ableitung auf­tretender Kräfte in andere Elemente –  der Einsatz von Carbon wird dann sinnvoll, wenn man es schafft, mit so wenig Material wie möglich optimale Trageigenschaften zu gewährleisten. Die Entwicklungszeit für Carbonelemente sei oftmals länger als ein Jahr, so erläutert es Leschik. Die wenigen Monate der Planung des Labs reichten da nicht aus, einen materialgerechten Knoten zu entwickeln. Die Optimierung von Trag­eigenschaft und Gewicht ist aber unabdingbar, denn „Kohlefaser ist noch immer ein kosten­intensives Material: liegt der Kilopreis für Stahl etwa bei einem Euro, so fängt der Kilopreis für Kohlefaser bei 20 Euro an“. 

Schon heute wird Kohlefaser im Bauwesen eingesetzt: bei der Sanierung von vorgespannten Brückenkonstruktionen wird der Stahl oftmals durch Carbon ersetzt. Am „Institut für Entwerfen und Konstruieren – Massivbau“ von Mike Schlaich an der TU Berlin wurde bereits im Jahr 2006 eine Spannbandbrücke mit einer Spannweite von 13,05 Metern entwickelt, bei der sechs Bänder aus Kohlestofffaser Betonfertigteilplatten tragen.

Für Thomas Leschik sind große Stabtragwerke aus meterlangen Wellen schon heute realisierbar. Yoshiharu Tsukamoto von Bow-Wow könnte sich kleinere Schalenkonstruktionen oder Monocoques aus Carbon vorstellen, die in der Architektur Verwendung finden. Bis dahin sind aber noch viele Fragen zu klären, etwa die der Anfälligkeit der Kohlestofffaser gegenüber mechanischer Einwirkung oder Brand.