El efecto directo del grafeno en la propiedad mecánica del compuesto de matriz de Al se ha estudiado utilizando métodos de dinámica molecular (MD). Los modelos de compuestos reforzados con grafeno se logran modelando el sistema de sinterización que consiste en partículas de Al y nanosheets de grafeno (GNS), mientras que los modelos de Al puro se obtienen eliminando el grafeno en los compuestos. El análisis estructural de los compuestos indica que el incremento de GNS puede promover la densificación de la matriz metálica, aumentar la porosidad en el compuesto y restringir el tamaño de grano metálico. Tal análisis también se realiza en modelos de Al puro, y la similitud en la estructura entre los modelos de Al puro y los compuestos se confirma por la pequeña diferencia en los nanoporos, imágenes atómicas y el número de átomos ordenados. Los procesos de tracción en estructuras similares con o sin grafeno revelan que el efecto directo del grafeno muestra una anisotropía obvia, un bajo contenido de grafeno puede debilitar el compuesto en algunas direcciones, mientras que un alto contenido de grafeno puede fortalecer el compuesto en más direcciones. Sin embargo, el contenido más alto de GNS solo aporta un ligero aumento del 2.7% en la resistencia a la tracción. Las imágenes atómicas de la propagación de grietas y el estrés atómico confirman que el grafeno no es eficiente en la transferencia de carga. Por lo tanto, se cree que el efecto directo del grafeno juega un papel muy pequeño en los mecanismos de fortalecimiento.