高分子纳米复合材料制备新方法、新结构前沿实例（列举4个），写出它们制备过程，结构机理，分别用制备过程路线及结构机理图加以讨论。

高分子纳米复合材料的前沿实例众多，以下是四个具有代表性的例子，包括它们的制备过程和结构机理。

实例一：石墨烯/高分子复合材料

制备过程：

1. 通过Hummers方法制备氧化石墨烯（GO）。
2. 将GO分散在溶剂中形成均匀分散液。
3. 将高分子（如聚苯乙烯PS）溶解在相同溶剂中，与GO混合。
4. 经过超声处理，使用原位聚合或溶液混合法制备复合材料。

结构机理：

• 石墨烯片层在高分子基体中形成导电网络，提高材料的电导性。
• GO的羟基和羧基可以与高分子形成氢键或共价键，增强界面相容性。

实例二：碳纳米管/高分子复合材料

制备过程：

1. 使用化学气相沉积（CVD）方法生长碳纳米管（CNTs）。
2. 利用表面处理技术（如酸洗、氧化等）清洁CNTs表面。
3. 将处理后的CNTs分散在溶剂中，并与高分子单体混合。
4. 通过自由基聚合在CNTs表面形成高分子涂层。

结构机理：

• CNTs的管状结构提供优异的机械强度和电导性。
• 高分子的包裹可以改善CNTs的分散性和与基体的相容性。

实例三：纳米黏土/高分子复合材料

制备过程：

1. 选择适当的有机改性剂对纳米黏土进行表面改性。
2. 将改性后的纳米黏土与高分子熔体混合。
3. 通过熔融插层技术制备纳米黏土/高分子纳米复合材料。

结构机理：

• 纳米黏土片层在高分子基体中形成层状结构，提高材料的阻隔性能和热稳定性。
• 有机改性剂提高了纳米黏土与高分子的相容性和分散性。

实例四：金属氧化物/高分子复合材料

制备过程：

1. 通过溶胶-凝胶法合成金属氧化物（如二氧化钛TiO2）纳米粒子。
2. 将TiO2纳米粒子分散在高分子溶液中。
3. 通过溶液混合或原位聚合方法制备复合材料。

结构机理：

• 金属氧化物纳米粒子通过紫外光催化作用，提供自清洁和抗菌性能。
• 高分子基体保护纳米粒子，防止聚集，同时提供柔韧性和加工性。

制备过程路线及结构机理图

由于这里无法直接展示实际的制备过程路线和结构机理图，通常这些信息可以通过以下方式呈现：

• 制备过程路线图：流程图形式，展示了从原材料到最终产品的各个步骤和条件。
• 结构机理图：示意图或分子模型图，展示了纳米填料在高分子基体中的分布、相互作用以及可能的增强机制。

在撰写相关论文或报告时，可以使用化学绘图软件（如ChemDraw、Materials Studio等）来创建这些图表，以更直观地展示复合材料的制备过程和结构机理。