Plasmabehandling är en modifieringsmetod som väckt stor uppmärksamhet från forskare. Plasma är en joniserad blandning som innehåller joner, elektroner, fria radikaler och exciterade molekyler och atomer, som interagerar med fiberytan för att producera mycket reaktiva ämnen. Beroende på egenskaperna hos den använda gasen kan fria radikaler, joner och metastabila ämnen genereras, vilket initierar ablation, tvärbindning eller oxidationsreaktioner. Typiska gaser som används för att generera plasma inkluderar luft, O2, NH3, N2 och Ar.
Under plasmabehandlingsprocessen etsar plasmat och förändrar fiberns ytmorfologi, vilket ökar dess grovhet. Oxidation genererar syre-innehållande aktiva funktionella grupper, vilket ökar aktiviteten på fiberytan. Detta förbättrar den fysiska interkalationen och den kemiska bindningen mellan fibern och polymeren, vilket stärker gränsytans vidhäftning. Att använda mild plasma för att behandla material har två huvudsakliga fördelar: för det första kan den användas i vilken atmosfär som helst, såsom inerta, reducerande eller oxiderande atmosfärer; för det andra sker reaktionen endast på materialytan och förändrar inte de övergripande egenskaperna nämnvärt. Denna behandlingsmetod är enkel att använda, mycket effektiv, orsakar minimal skada på fibern och kräver ingen efterföljande behandling. Den har dock en-tidskänslig natur; kolfibrerna som behandlas i plasma måste sammansättas med polymermatrisen så snart som möjligt.
