In questa tesi è stata studiata una tecnica per la realizzazione di un rinforzo multiscala per materiali compositi, basato sulla reazione tra fibre di carbonio e nanotubi di carbonio, entrambi opportunamente funzionalizzati con un trattamento ossidativo. A tale scopo i materiali a base carbonio sono stati sottoposti a reazione in opportune miscele acide, al fine di creare gli specifici gruppi funzionali necessari alla reazione tra fibre e nanotubi. Con un'opportuna modifica del trattamento è stato anche possibile realizzare nano-onions di carbonio sulla superficie delle fibre. La reazione tra fibre e nanotubi, così come la formazione dei nano-onions sulla superficie delle fibre, hanno lo scopo di incrementare la resistenza interfacciale tra le fibre di carbonio e la matrice del composito, al fine di migliorarne le proprietà meccaniche.