Plasmabehandeling is een modificatiemethode die veel aandacht van onderzoekers heeft getrokken. Plasma is een geïoniseerd mengsel dat ionen, elektronen, vrije radicalen en aangeslagen moleculen en atomen bevat, dat in wisselwerking staat met het vezeloppervlak en zeer reactieve stoffen produceert. Afhankelijk van de eigenschappen van het gebruikte gas kunnen vrije radicalen, ionen en metastabiele stoffen worden gegenereerd, waardoor ablatie-, verknopings- of oxidatiereacties worden geïnitieerd. Typische gassen die worden gebruikt om plasma te genereren zijn onder meer lucht, O2, NH3, N2 en Ar.
Tijdens het plasmabehandelingsproces etst en verandert het plasma de oppervlaktemorfologie van de vezel, waardoor de ruwheid ervan toeneemt. Bij oxidatie ontstaat zuurstof-die actieve functionele groepen bevat, waardoor de activiteit van het vezeloppervlak toeneemt. Dit verbetert de fysieke intercalatie en chemische binding tussen de vezel en het polymeer, waardoor de hechting aan het grensvlak wordt versterkt. Het gebruik van mild plasma om materialen te behandelen heeft twee belangrijke voordelen: ten eerste kan het in elke atmosfeer worden gebruikt, zoals inerte, reducerende of oxiderende atmosferen; ten tweede vindt de reactie alleen plaats op het materiaaloppervlak en verandert de algehele eigenschappen niet significant. Deze behandelmethode is eenvoudig uit te voeren, zeer efficiënt, veroorzaakt minimale schade aan de vezel en vereist geen nabehandeling. Het heeft echter een tijd-gevoelig karakter; de in plasma behandelde koolstofvezels moeten zo snel mogelijk worden samengevoegd met de polymeermatrix.
