碳纤维增强聚合物复合材料（CFRPs）在国防、航空航天和高端民用产品中展现出巨大的应用潜力，这得益于其轻质、高强度、高模量和优异的耐高温性能。然而，碳纤维（CF）表面化学惰性、缺乏活性官能团，导致其与聚合物基体的界面结合较差，从而限制了复合材料的整体性能。为解

　　碳纤维增强聚合物复合材料（CFRPs）在国防、航空航天和高端民用产品中展现出巨大的应用潜力，这得益于其轻质、高强度、高模量和优异的耐高温性能。然而，碳纤维（CF）表面化学惰性、缺乏活性官能团，导致其与聚合物基体的界面结合较差，从而限制了复合材料的整体性能。为解决这一问题，研究人员开发了多种表面改性技术来提高CF的表面反应活性、粗糙度和润湿性。这些改进策略增强了CF与基体之间的界面粘附力，从而提高了CFRPs的力学、电磁和热性能。近年来，石墨烯氧化物（GO）作为一种关键纳米材料，因其优异的力学性能和丰富的表面官能团（如羟基和羧基）而受到关注，用于改善CFRPs的界面和力学性能。本综述系统总结了利用GO改性CF表面的主要方法，并阐明了这些改性影响界面性能的机理。最后，研究人员概述了界面改性技术当前的挑战和未来发展趋势，旨在为高性能CFRPs的界面设计和应用提供理论指导和技术支持。

　　本综述论文发表在《Materials Today Electronics》上，旨在系统总结过去十年间利用石墨烯氧化物（GO）增强碳纤维聚合物复合材料（CFRPs）界面性能的研究进展。研究背景方面，CFRPs因其轻质、高强度、高模量和耐高温等优异性能，在国防、航空航天及高端民用产品中具有广泛应用潜力。然而，碳纤维（CF）表面因高温碳化和石墨化过程而形成致密有序的石墨层，导致其化学惰性、缺乏活性官能团，难以与聚合物基体实现有效润湿和牢固结合，从而限制了复合材料整体性能的发挥。弱界面导致载荷传递效率低下，易引发界面脱粘失效，制约了CFRPs的性能潜力。因此，改善CF表面化学活性与粗糙度，构建强健界面，成为提升复合材料力学性能的关键途径。石墨烯氧化物（GO）凭借其优异的力学性能（Young’s模量6–42 GPa，拉伸强度76–293 MPa）及丰富的表面官能团（羟基、羧基等），成为改善CFRPs界面性能的关键纳米材料。GO不仅增强界面结合，还能赋予复合材料导电、导热、电磁屏蔽等多功能特性，推动结构功能一体化发展。

　　研究人员开展的研究主要包括：系统梳理了四种主要改性方法——化学接枝、电泳沉积、上浆处理以及GO改性树脂基体，并阐明了这些方法对界面性能的增强机制。研究得出，GO能显著提升CFRPs的层间剪切强度（ILSS）、界面剪切强度（IFSS）及弯曲性能，其增强机制涵盖机械互锁、化学键合、润湿性改善及模量梯度过渡层效应。此外，GO还赋予复合材料电磁屏蔽、热传导和自修复等智能功能。该综述为高性能CFRPs的界面设计提供了理论指导和技术支持，推动复合材料向结构功能一体化方向发展。

　　作者为开展研究主要采用了以下关键技术方法：化学接枝法（通过共价键将GO直接或通过聚合物桥接剂接枝到CF表面）、电泳沉积法（在电场作用下使带负电的GO沉积到CF阴极表面）、上浆法（将GO分散于上浆剂中涂覆于CF表面，适用于工业化连续生产）、GO改性树脂基体法（将GO直接作为纳米填料分散于树脂中）。这些方法均以提升界面性能为核心目标，并利用GO的芳香结构与CF形成π-π相互作用，同时其活性官能团增加纤维表面能、改善树脂润湿性并与基体形成化学键。

　　**5.1 化学接枝GO增强CFRPs界面性能**：通过共价键将GO接枝到CF表面，可显著提升界面结合强度。Liu等（文献[62]）通过对比范德华力、双离子作用和共价键的增强效果，发现共价接枝使复合材料弯曲强度、ILSS和IFSS分别提高28.7%、22.7%和50.6%。Xiong等（文献[63]）采用硫醇-烯烃点击化学直接接枝GO，使ILSS、拉伸强度和弯曲强度分别提升94.4%、38.2%和49.1%。聚合物桥接法（如聚乙烯亚胺、聚酯等）可进一步优化界面微结构，实现精确调控。研究表明，化学接枝GO能有效抑制高剪切应力下的界面滑移，并形成多级互锁结构。

　　**5.2 电泳沉积GO增强CFRPs界面性能**：电泳沉积（EPD）技术可在室温下实现GO均匀沉积，且不损伤CF固有强度。Zhang等（文献[52]）发现通过调控沉积参数（层数、粗糙度、堆叠角等）可优化界面性能。Sampath等（文献[71]）将GO与碳纳米管（CNT）共沉积，形成“森林状”结构，增强机械互锁，同时实现电磁干扰（EMI）屏蔽效能达-45 dB。超声辅助EPD可提升GO沉积量及均匀性，使ILSS从36.7 MPa增至56.9 MPa（提升55%）。结合原位电聚合技术，可构建多尺度GO/聚合物界面层，进一步优化性能。

　　**5.3 上浆GO增强CFRPs界面性能**：上浆法工艺成熟且适合工业化生产。Qiu等（文献[77]）发现小尺寸GO（200 nm）比大尺寸（1 μm）分散更均匀，表面粗糙度更高，界面增强效果更优。Zhang等（文献[78]）将GO与商业水性环氧混合，当GO含量为5 wt%时，复合材料获得最优ILSS（97.2 MPa）、IFSS（51.3 MPa）和拉伸性能（1942.1 MPa）。等离子预处理可增强GO与CF的静电吸附，使IFSS提升90.15%。多组分上浆系统（如GO-SiO2、GO-Fe3O4）可协同增强界面结合与功能特性。

　　**5.4 GO改性树脂基体增强CFRPs界面性能**：将GO直接作为纳米填料加入树脂中，需优化其分散性。Pramodkumar等（文献[59]）发现GO含量正向影响热导率、电导率和ILSS。Gu等（文献[53]）合成五种功能化GO，发现不同官能团对界面性能增强效果各异。GO/石墨纳米纤维（GNF）杂化体系可显著提高表面自由能和润湿性。结合不同粒径GO（200 nm和30 μm）可调控湿热环境下的ILSS性能。同时改进纤维和基体（如氨基功能化GO用于纤维和基体）可协同增强界面性能，达ILSS 82 MPa。

　　**6. GO增强界面实现CFRPs多功能化**：GO不仅增强力学性能，还可赋予复合材料电磁屏蔽、热传导及自修复功能。Li等（文献[90]）利用GO辅助ZnO生长，同时增强界面屏蔽和EMI性能。Quan等（文献[91]）构建GO/CNT/银纳米线“三合一”协同结构，显著提升热导率。Duan等（文献[93]）沉积MXene和GO，使复合材料兼具力学和EMI性能。Li等（文献[92]）通过Diels-Alder（DA）键的可逆转换实现界面自修复，初始自修复效率达90.7%，可循环5次（效率70.8%–84.9%）。

　　讨论部分总结了GO增强CFRPs界面性能的核心机制：GO通过化学键合、机械互锁、润湿性改善及模量梯度过渡层等多重机理协同增强界面。同时，GO的引入可拓展复合材料的多功能集成能力。展望部分指出未来方向包括：推动实验室技术向工业化转移（开发新型上浆剂或连续EPD过程）；利用先进原位表征和AI技术（如机器学习、物理信息神经网络）精确设计界面结构；发展多组分多尺度协同策略（如GO与CNT、SiO

　　、MXene杂化）；评估长期稳定性、疲劳和耐久性；构建智能界面（传感、储能、自修复等）。结论部分翻译如下：本综述系统总结了近十年利用GO增强CFRPs界面性能的研究进展。GO作为富含氧官能团的二维纳米材料，通过化学接枝、电泳沉积、上浆及改性树脂等方法有效改性CF表面，显著提升复合材料的ILSS、IFSS和弯曲性能。其增强机制包括与树脂的化学键合、层状结构引入的机械互锁、表面粗糙度改善润湿性以及界面区域模量梯度设计实现的应力缓冲与均匀传递。此外，GO还赋予CFRPs电磁屏蔽、热传导和自修复等多功能特性，有望实现复合材料的“结构功能一体化”。总之，GO已成为克服碳纤维复合材料界面瓶颈的关键纳米材料之一，其多样改性策略与多机制增强效应为下一代高性能CFRPs的设计与制备奠定了坚实的理论和实验基础。