Presentamos un modelo mesoscópico y los resultados de simulación de un sistema compuesto por poliacrilonitrilo (PAN), nanotubos de carbono (CNT) y un disolvente mixto de dimetilsulfóxido (DMSO) y agua. El modelo describe un fragmento de una fibra compuesta de PAN/CNT naciente durante la coagulación. Este proceso representa una de las etapas en la producción de fibras compuestas de PAN, que se consideran como precursores de fibras de carbono con propiedades mejoradas. Todos los cálculos se basan en la teoría funcional de densidad dinámica. Los resultados obtenidos muestran que la mayor heterogeneidad estructural del sistema se observa cuando el agua domina en la composición del disolvente mixto, lo que se identifica con las condiciones de un baño de coagulación no solvente. El modelo también predice que la introducción de CNT puede llevar a un aumento en la heterogeneidad estructural en la matriz polimérica con el aumento del contenido de agua en el sistema. Además, se muestra que la presencia de un modificador de superficie en la superficie de los CNT, que aumenta la afinidad del relleno al polímero, puede reducir suficientemente la inhomogeneidad de la estructura de la fibra naciente.