通過選擇其固體表面能與聚合物的固體表面能匹配的表面改性的填料,設(shè)計并制造聚合物復(fù)合材料和聚合物納米復(fù)合材料,其中在該表面改性的填料上聚合物的接觸角提高小于約5度。通過吸附具有或者單峰、雙峰或者多峰尺寸分布的無定形聚合物表面活性劑,從而使填料表面改性。本發(fā)明的表面改性的填料在室溫下顯示出可測量的屈服應(yīng)力和小于或等于約30,000PA.S的粘度,且包括選自礦物、植物材料、動物材料、碳纖維、石墨、無定形碳、碳納米管和玻璃纖維中的一種或更多種材料。本發(fā)明還提供制備聚合物納米復(fù)合材料的方法,該方法包括通過在不存在外加溶劑、活化劑、邊緣改性劑、相容劑或水溶助長劑的情況下,熔體配混各成分,在結(jié)晶或半晶聚合物內(nèi)剝落無定形有機(jī)粘土。