2026年发表在《Progress in Organic Coatings》上的一项研究表明，一种木质素基的刚柔并济上浆剂（LBEP）与刚性纳米二氧化铈溶胶（nano-CeO₂）相结合，显著改善了碳纤维/环氧树脂复合材料的界面粘附力和机械性能。这种可持续的方法通过协同增强效应，提高了层间剪切强度、拉伸强度和弯曲强度。
碳纤维与树脂基体之间的界面对于复合材料的机械性能至关重要。为了优化应力分布和载荷传递效率，研究人员开发了一种“刚柔 hybrid（混合）”界面设计策略。刚性 CeO₂ 颗粒均匀分布在界面上，通过物理锚定和裂纹偏转机制增强了机械互锁和承载能力。柔性的 LBEP 充当多功能桥接相，与碳纤维表面及周围的树脂基体形成稳定的共价键。它通过分子链构象调整和能量耗散来缓解应力集中。
实验结果证明了该方法的有效性：与未改性的体系相比，具有改性界面的碳纤维/环氧树脂复合材料的层间剪切强度提高了 55%，弯曲强度提高了 95%，拉伸强度提高了 67%。这种多级界面结构将高强度与高韧性结合在一起，能够在负载下实现有效的应力传递和能量耗散。
除了机械性能的提升，该策略还提供了可持续性效益。利用木质素（一种可再生且丰富的原材料）作为柔性环氧树脂成分的基础，为传统的石油基改性剂提供了一种环保的替代方案。研究人员认为，结合相对简单的加工路线，这种方法是针对苛刻应用领域开发高性能碳纤维复合材料的一种极具前景的界面工程策略。
