1.2 国外晶须材料行业发展及现状
20世纪40—60年代，各大国都对晶须及其复合材料的应用、制备理论和技术开展了广泛的研究，特别是应用较为广泛的碳化硅、钛酸钾、硼酸镁、硼酸铝、碳酸钙等晶须以及晶须增强金属基、陶瓷基、玻璃基、碳基复合材料。
日本是晶须技术研究起步较早的国家之一，现阶段能够生产的产品种类较多，产业化发展水平处于全球领先地位。代表性企业主要有东丽集团、东海碳素公司、三井金属公司、信越化学工业株式会社、东邦钛公司、轻金属集团、大冢化学株式会社、四国化成工业株式会社、宇部兴产株式会社等。
几种典型的晶须发展史和现状如下：
碳化硅是极端各向异性生长的晶体，是在碳化硅粒子的基础上通过催化剂作用，沿面生长的短纤维晶体。由于晶须制备和处理技术上存在的困难，其产量小，价值昂贵，极少得到实际应用，以致对晶须的开发一度落入低潮。20世纪60年代初期，美国Carborundum公司在研制增强添加剂时发展了半商业性SiC晶须材料工艺，但此晶须产品价格极其昂贵，从而限制了它的工业化应用。直至较廉价的钛酸钾晶须问世后，晶须的应用才有所突破。自1969年以来，人们对晶须的兴趣已从Al2O3转向SiC，这种转变的一个主要原因是最初的迹象表明：SiC晶须在低温金属基体和聚合物基体中更容易润湿和黏结，此外，SiC晶须的生长不易受到晶须生长和热降解的影响。因此，生产统一产品和扩大生产的潜力更大。1975年，美国HULCO公司从稻壳制备出β-SiC晶须，随后日本也有了稻壳制备p-SiC晶须的专利，晶须的工业生产才打开了局面。又开发了SiC晶须增强的金属基、陶瓷基、树脂基的复合材料，如Al2O3、Si3N4、K2Ti6O13、FiN、TiB2、Zn-Ni等。80年代后期，研究与开发晶须材料的浪潮再次兴起，日本和美国对SiC的合成表现出很高的热情，在降低成本和提高质量方面开展了大量的研究工作。当时，SiC晶须主要研发单位是东海。日本大阪工业技术试验所玻璃陶瓷材料部研发出一种新的制造纤维增强陶瓷（SiC/SiC晶须复合材料）的方法，它先是制作成SiC前驱体的聚碳硅烷（PCS）与SiC晶须的复合体，然后加热使PCS热解生成该复合材料基体的SiC。美国陶氏公司开发出近百种不同材料晶须的实验品，如碳化硅晶须、氮化硅晶须、氧化铝晶须，但多数价格高昂、制备工艺技术复杂，限制了其应用领域的拓展，很少有实用价值，但其开发的纳米晶须活性炭滤芯可过滤重金属达99%，去除浊度达99.3%以上。德国ESK公司在批量生产晶须方面也做了大量的努力，使晶须行业得到进一步发展。1986年，日本轻金属连续法生产碳化硅晶须开发成功，试生产规模为月产200 kg，由硅酸和碳素在高温炉内反应制得；1987年，美国马里兰大学材料系开发出颗粒（晶须）增强金属基复合材料，用作宇航材料；1988年，日本大阪富士工业公司和兵库择优工业研究所开发了成本低的制造碳化硅晶须的方法，该方法如下：混合金属硅粉和碳粉，在温度比传统方法低约300℃的条件下加热混合。目前，国际上晶须及其复合材料主流产品钛酸钾晶须、硼酸镁晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须、氧化锌晶须、碳化硅晶须、石墨晶须、纳米晶须、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、玻璃基复合材料、碳基复合材料和功能复合材料等，已在陶瓷刀具、航天飞机、汽车用零部件、化工、机械及能源生产中获广泛应用。20世纪80年代后期，SiC晶须材料得到进一步发展，实现了大规模生产。1991年，ART公司开发高性能材料——碳化硅晶须碳化硅片。2006年，位于美国宾夕法尼亚州的绿叶公司（Greenleaf公司）开发研制成功的第一个实现商业化的WG-300晶须陶瓷合成产品，在加工锻造镍基合金时，速度可达无涂层硬质合金刀具的10倍。2010年10月，SiCw/SiC层状陶瓷复合材料经过英国英斯特朗公司生产的Instronll96电子万能实验机测试，拉伸强度为30 MPa；美国Ramsey等以无定型氧化硅为硅源（由燃烧碳化稻壳获得），分别与粉碎的碳化稻壳和粉状石油焦混合，烧结生产出碳化硅产品；日本Tanaka也经酸煮稻壳、除杂、碳化、烧结等步骤制得高纯度碳化硅产品。2011年，绿叶公司自主研发出WG-700晶须增刃刀具材料，经过对晶须材料进行优化处理，使WG-700的母体的抗冲击性及耐磨性和强度大大增加，这种新型材料的特点是其金属去除效率比以往任何一款晶须增刃陶瓷材料都要高出许多倍，绿叶公司已申请的纳米级涂层专利可保证在切削过程中无论是否加冷却液都可保证小的摩擦力，并具有高温稳定性、强耐磨性、抗氧化性及化学稳定性。2017年3月，全球纳米材料巨头（AIM：HAYD）宣布其子公司（ACM）已经签署了为期4年的微纤维独家供应协议，计划向“全球工具和耐磨解决方案工业制造商”提供碳化硅SiC微纤维，该独家供应协议在最初4年期间的潜在销售价值超过260万美元。
钛酸钾晶须是一种性能十分优异的复合材料增强纤维，具有良好的力学性能，还具有很高的电绝缘性、耐热性、隔热性和优异的红外波长区域发射性能，膨胀系数与塑料相当，复合增强塑料相容性好，并表现出良好的耐磨性和润滑性，在工程塑料、摩擦材料、隔热材料、绝缘材料等领域得到了广泛的应用。最早生产和销售钛酸钾晶须产品的主要是日本的Otsuka Chemical，后来又有几家日本企业生产钛酸钾晶须，如Titan Kogyo、Kubota、KrahnChemie、Toho Titanium等。80年代中期，性价比较高的钛酸钾晶须在日本问世，日本钛工业用独家技术开发成功钛酸钾晶须，主要有隧道式和层状两种结构，隧道式结构的晶须平均纤维长10～50μm，平均纤维直径为0.3～1.5μm，适用于绝热材料、纤维增强塑料、绝缘材料和摩擦材料；层状结构的晶须平均纤维长10～50μm，平均纤维直径为0.3～1.5μm，比隧道式结构的晶须柔软性好，与树脂混合，混炼时不易断，主要用于离子交换材料和吸附剂。此外，还开发钛酸钾表面施行导电性处理的灰白色的晶须，1985年建成月产2 t的中间试验工厂；由正东邦钛、大塚化学与三井物产公司成立的“日本晶须公司”，采用正东邦钛研制的新方法，使1989年秋钛酸钾晶须达到年产1 200 t的能力。目前，日本生产的钛酸钾产品主要是六钛酸钾纤维、八钛酸钾纤维、鳞片状六钛酸钾、八钛酸钾、过滤材料和增强材料等，整个日本钛酸钾产品年生产能力超过5000 t；美国国家航空航天局也开发了用作土星火箭喷嘴的隔热材料的六钛酸钾晶须。
硼酸镁晶须于1953年作为天然矿物“suanite”在韩国南部首次被发现。其具有轻质、高强度、高弹性模量、高韧度、耐磨、耐高温、耐腐蚀、耐强碱、抗氧化以及良好的机械强度和电绝缘性等优异性能，而且无毒、无污染。20世纪60年代，单晶的、三晶的硼酸镁晶须都已经合成出来，但不是晶须状形式。60年代后期，已经合成出片状和棱柱状的硼酸镁晶体。20世纪80年代，日本四国工业技术研究所成功合成晶须状硼酸镁，它的价格仅是碳化硅晶须的1/20～1/30，后来中、日合作开发出以海盐化工产品为主要原料的硼酸镁晶须生产工艺。
硼酸铝晶须是针状单晶纤维，属于正交系结构的晶体，具有轻质、高韧度、耐磨、耐腐蚀、耐强碱、抗氧化等性能。由于它的高性价比，使其研究及应用得到了很快的发展，工业发达国家在硼酸铝晶须的制造和应用方面研究非常活跃。硼酸铝晶须广泛应用于轻金属基合金、功能塑料复合材料、陶瓷纤维、聚碳酸酯树脂和涂料等材料的增强，美国、日本已经成功将硼酸镁晶须用于航空航天、军事、汽车等行业。20世纪80年代，由日本四国化成株式会社和JKTENPOU研究所采用“助熔剂法”共同研究开发并在四国化成的九龟工厂投产的硼酸铝晶须，设计生产能力20 t/年，1989年6月有产品销售，1991年建立10 t的生产车间，1995年形成200 t/年的生产规模，产品分C、Y、S1、S2、S3五个等级。其中，Y级产品于1991年夏季开始用于晶须补强塑料，其晶须基本特性和产品G相同，晶须的凝聚性低，在塑料中分散性好，混炼也容易；S级的晶须根据不同种类的塑料应用，采用了偶联剂的表面处理，其中S1和S3是用氨基硅烷系，S2是环氧硅烷系偶联剂。
碳酸钙晶须原料来源广泛、价格低廉，与其他需要高温或较复杂工艺制得的晶须材料相比，碳酸钙晶须的制造工艺简单，在较低温度（＜100℃）水相体系中即可制得，易于工业化，且生产和使用过程洁净、无污染。日本白石工业公司在20世纪70年代末期采用喷雾碳化法开发出平均粒径为30～40 nm的碳酸钙粉体材料。1995年日本实现文石碳酸钙晶须的工业化生产，随后美国和西欧也实现了碳酸钙晶须的工业化生产。日本开发出碳酸钙晶须在摩擦材料中的应用技术；2017年，日本丸尾钙株式会社工业化生产出塑料增强用碳酸钙晶须。在全球市场中，日本、美国在碳酸钙晶须技术研究领域起步较早，研究较为深入，专利拥有量较多，生产技术水平较高，生产的产品综合性能较为优异，可广泛应用在塑料、橡胶、高性能涂料等领域。
硫酸钙晶须（石膏晶须）是硫酸钙的纤维状单晶体，与其他短纤维相比，具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、强度高、易进行表面处理、与橡胶塑料等聚合物的亲和能力强等优点，而且价格在晶须中最低。硫酸钙晶须的研究开发始于20世纪70年代，日、美、德等国首先着手研究硫酸钙晶须。美国西湖、RTP、巴西Braskem、英国富瑞曼科技（Freeman Technology）都对氢氧化钙生产硫酸钙晶须的制备工艺进行了研究，到20世纪70—80年代实现初步应用及规模化生产。国外硫酸钙晶须的研究和应用已涉及电子、仪表、机械、造纸、工程塑料、橡胶等行业。未来硫酸钙晶须将代替现有晶须产品，按照添加量占基材的5%～30%计，其年需求为10万～30万t；若持续发展涂料、建材、汽车、电子等行业，预计年需求量将超过60万t，年产值可突破10亿元；硫酸钙晶须的引入，可使各产业降低生产成本，有效提高其利润空间。
四针状氧化锌晶须（T-ZnOw）于20世纪40年代被发现，从80年代中后期开始，国内外开始对T-ZnOw在材料增强性能、抗老化性能以及导电性能等方面进行了深入的研究，但它的确切完整形态直到90年代才被揭示出来，比较成熟的制备工艺和工业规模的生产装置由日本松下电器产业株式会社于1989年研制成功。由于松下公司采用的是锌粉预氧化法，不仅对原材料的纯度要求很高，而且晶须收得率很低，加之处理工艺过于繁杂，致使生产成本居高不下，每吨高达18万元。但日本松下电器产业株式会社的工作是令人瞩目的，10年间申请有关发明专利100余项，内容涉及四针状氧化锌晶须的制备方法、装置与其广泛的应用。
陶瓷质晶须（ceramic whisker）是以特种陶瓷为原料制造的单晶纤维和多晶纤维晶须，陶瓷晶须材料具有高强度、高硬度、低缺陷密度、稳定的高温力学性能和化学性能，同时也是复合材料的重要的增韧增强材料。主要有氧化物、氮化物、碳化物和其他类陶瓷晶须。其中碳化硅、钛酸钾、硼酸铝、氧化铝、氧化锆等陶瓷质晶须是研究最多、应用最为广泛的陶瓷质晶须材料。
具有超高强特性的“石墨晶须”于20世纪50年代末被美国科学家发现，1956年，Bacon开始研究碳三相点处温度和压力的测量问题，并发现石墨晶须及其超高强特性，相关研究成果也发表在1960年的《应用物理》（Journal of Applied Physics）上。70年代末，美国、日本和英国的科学家、研究机构与企业持续对石墨晶须高强特性及制备技术进行深入探讨。20世纪60年代以后，由于晶须增强的玻璃钢的优异特性，其逐步被应用于民用领域，截至80年代初期，品种已经达到35000种以上。
复合材料作为一种新材料诞生于20世纪30年代，第二次世界大战期间，玻璃钢首先被用于军工产品，并先后在美国、英国、德国、法国、苏联及日本等国家发展起来。高技术新型复合材料比传统材料有着更好的性能，因而引起业内的广泛关注。复合材料主要是指用各种高性能增强剂（纤维、晶须等）增强基体所构成的高性能树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、玻璃基复合材料、碳基复合材料和功能复合材料等。其中由晶须增强的新型非金属、金属基复合材料，既保留了基体材料的主要特色，又通过晶须的增强、增韧作用改善了基体材料的强度和模量等性能。因基体和增强材料的不同，其增强机理和方法亦有不同。1965年，国际上开发出强度比Al高6倍的Al2O3/Al复合材料和强度比塑料高10倍的Al2O3（w）/塑料复合材料，继而开展了许多晶须复合材料的研究。20世纪80年代以来，多种战术弹的固体发动机壳体和部分弹体蒙皮开始使用复合材料，80—90年代中期，晶须增强、增韧复合材料机理的研究取得了重大进展，日本松下电器产业-松下产业机器公司在世界上首次开发成功用于金属、树脂、陶瓷等补强材料的氧化锌晶须陶瓷，1989年5月日本提供了晶须增强、增韧复合材料样品，并在公司的丰中工厂建立月产10 t的装置，价格每千克约为2000～3000日元。业内专家认为，未来的金属基复合材料将在很大程度上集中于非连续（包括晶须、颗粒及片状增强体）增强材料方面的研究与应用。因此，晶须的合成和应用研究必将成为材料科学研究的热点之一。(https://www.daowen.com)
伴随着现代高科技的迅猛发展，晶须纤维材料的需求日益扩大，其制备技术也在不断地更新与发展，新的晶须材料品种逐步扩大，晶须纤维材料的应用范围延伸到各个领域。美国空军材料实验室（AFML）使用联合碳化物公司1959年投产的高性能人造丝基碳纤维作为酚醛树脂的增强体，研制出航天器热屏蔽层，这是碳纤维首次替代玻纤和硼纤维作为树脂增强体，制成轻质耐热复合材料制件并获成功应用。1959年和1970年，东海碳素公司（Tokai Electrode Mfg.Co.，Ltd.）、日本碳素公司（Nippon Carbon Co.，Ltd.）和东丽公司（Toray Industries，Inc.）分别获得了聚丙烯腈（PAN）基碳纤维技术的专利授权，为产业建设铺平了道路。
70年代后期，高硅氧纤维、碳纤维、芳纶纤维等高性能纤维及其复合材料先后得到开发和应用，指明了高性能碳纤维领域的技术发展方向和目标。美国、日本和英国相继发明了人造丝基、PAN基、沥青基和中间相沥青基碳纤维制备技术，奠定了高性能碳纤维产业的技术基础，推进了该领域的技术研发和产业建设。英国皇家飞机研究中心Watt发明高性能PAN基碳纤维，同期，英国罗尔斯罗伊斯航空发动机公司（Rolls-Royce PLC，中文名简称罗罗公司）和英国原子能研究中心（Atomic Energy Research Establishment，AERE）也深度参与了高性能碳纤维的研究。韩国工程塑料株式会社（Korea Engineering Plastics，KEP）1988年第一次产业化生产POM后，还生产PA6、PA66、PBT和MXD6等高端改性材料，有30多种标准牌号和超过100种特殊牌号，向46个国家提供原材料。
80年代中期，人类已经从合成材料的时代进入复合材料的时代。
1989年，日本三菱矿业水泥公司开发出电子、结构材料、活体材料三个方面的精细陶瓷，其中电子用精细陶瓷电容器、钡铁氧体、羟基磷酸钙晶须材料由陶瓷研究所进行生产和销售，氧化镁晶须结构材料由陶瓷研究所与中央研究所进行晶须化开发，晶须粒径2～3μm，纤维长200～1000μm，热膨胀系数13.5。1999年，日本长冈技术大学的一个研究小组开发成功一种新型的极其稠密的金属氧化物晶须，可以用于制造高级的电子部件，例如大容量片状电容器、新一代电子放电组合元件和固体激光器等，包括等离子体和场致发射显示器（Field Emission Displays）等。
杨迭于1992年在《日本的科学与技术》发表了论文《有待开发的新材料——晶须》，引发了晶须研究新的热潮。同年，日本三井金属公司开发出晶须状及针状导电性粉末，其密度小，抗静电效果好。1994年，日本政府工业研究所已研制成功一种新型复合材料，这种材料由碳化钛、SiC晶须组成。凯利·摩尔美缝的纳米陶瓷泥产品，采用纳米粉体，通过往原料中加入或生成纳米级颗粒、晶须、晶片纤维对原有陶瓷进行改性。NIST（美国标准与技术学会）的研究人员演示了一种纳米级的电子开关，它使银材料的某种令人讨厌的属性变为一种特性。1994年，东京大学确立了碳化硅晶须增强氧化铝的新制法。1995年，俄罗斯沃龙涅什建筑工程学院研制成功一种具有高化学稳定性、耐水性、高强度、抗变形、抗震、抗裂和防辐射等性能优良的复合材料——卡埃特（Каутоны），此材料已经投入工业化生产，并在许多科技与生产领域得到了推广应用。据英国《新科学家》周刊1996年11月2日报道，德国贝鲁瑟大学的研究人员发现了一种由硅和氨组成的轻质量高强度晶须材料。1998年，日本钨公司开发出一种新型刀片材料，通过在耐磨性和化学稳定性均很高的Al2O3中添加硅晶须和陶瓷弥散强化晶粒，从而得到一种与原陶瓷材料完全不同的高韧性材料。多个国家的学者研究了晶须材料在特殊领域应用的可行性。2006年，德国LEO公司、NETZSCH公司及日本岛津公司等对超细重质碳酸钙填充聚丙烯（PP）材料进行研究。美国赫斯特公司研发钙镁晶须和高刚性POM塑胶材料，目前日本生产无机晶须复合材料的主要机构有日本日机装株式会社、日本石油化学株式会社、三菱化成株式会社、川崎制铁株式会社。2010年，美国Simplot和加拿大Agrium公司宣布：出于安全角度考虑，今后不再生产和销售用作肥料的硝酸铵。2012年，日本物质材料研究机构和东京工业大学的研究小组开发出具有实用形状及尺寸的铁系高温超导体晶须制造技术，制作的超导体晶须由铁、氮、钙、铂4种元素组成；2014年，研发出Nafion晶须支撑铂纳米线催化剂质子交换膜燃料电池膜电极；美国佛罗里达州中央大学Jayan Thomas教授和他的学生设想研制出一种可在线体内储存能量的新型电线取代电池，他们使用合金纳米晶须制成的护套覆盖电线，这种护套成为构成超级电容的电极之一，研究人员随后增加了第二层纳米晶须管套作为第二电极，并且在两层纳米晶须套管之间增加一层薄塑料层，从而构成完整的电容。2015年，美国泰科纳PPS树脂经过玻璃纤维、碳纤维、晶须材料、无机填料等增强改性后，其热变形温度高于260℃，可在200℃下长期使用，坚韧耐磨，密度仅为不锈钢的20%～25%。2015年，纳米羟基磷灰石/SiC晶须复合生物陶瓷材料制备成功。美国于2017年研发了高性能碳纤维石墨晶须中间相沥青基碳纤维，美国杜邦无机晶须增强和碳纤维增强PA等新型增强材料成为重要品种，主要用于汽车发动机零件、机械零件和设备零件。2016年，日本已经制备出了不同长径比的碱式硫酸镁晶须产品；2017年，日本神户钢铁公司的材料开发中心的研究人员把含量为20%的工业用SiC单晶纤维（直径0.1～1μm，长度5～50μm）与铝粉混料，通过采用一种溶剂使搅拌后的纤维均匀地分布在铝粉中，合成一种粉末冶金铝复合材料。GE公司自适应通用发动机技术（ADVENT）发动机验证机采用CMC材料制造的低压涡轮，使CMC首先在发动机热端静子部件获得商业应用。美国开发成功SiC晶须及纳米复合喷涂材料，用于耐磨、耐腐蚀、耐高温涂层，探索研究各种具有更高耐热性和更强耐损伤性能的陶瓷基复合材料，全面革新发动机的结构设计和工作效率；2017年以来美国、日本、欧盟，包括MOS材料在内的镁质化工晶须材料总消耗量已超过5000 t/年。特别是美国、英国、日本等已经形成生产各种类别和系列规格的屏蔽材料产业。德国Honeywell实验室将硅藻精土负载四针状纳米氧化锌晶须复合催化材料应用到产品体系中，成功研发了具有世界先进水平的不借光源分解甲醛等有害物质的最新一代硅藻泥产品。
目前，日本主导全球碳纤维市场。在亚洲区国家中，日本的复合材料发展毫无疑问处于最领先的地位，研发型的单位主要有日本国立材料研究所、日本宇宙航空研究开发机构及机械技术研究所，生产型的厂商主要为东丽、帝人与三菱丽阳，并且这三家厂商占据了全世界近80%的碳纤维及其复合材料市场份额，所生产的碳纤维在品种、工艺、产量及质量上都属全球领先，其中高模量高强度碳纤维增强复合材料在航空航天领域中占据垄断地位。在碳纤维复合材料进入民航飞机领域之后，东丽与帝人先后与波音、空客两大飞机制造公司达成合作，所生产的复合材料最终在A350上突破了50%的比例。据《2017全球碳纤维复合材料市场报告》统计，2017年，全球碳纤维理论产能为14.71万t，其中日本三家企业产能合计7.02万t，占比47.72%，具备绝对的领先优势。中国2017年产能为2.6万t。
在有机晶须领域，主要有纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、聚4-羟基苯甲酸酯（PHB）晶须等几种类型，其在聚合物中应用较多。纤维素晶须是来自大自然中储存量最高的天然高分子材料——纤维素，如果制备成纳米材料，它具备高结晶度、高强度、表面极性高等性能，同时其表面大量的高活性羟基为表面修饰提供了可能性，可用于表面活性改性、表面醚化、酰胺化、酯化和氧化等。截至20世纪80年代末，美国生产屏蔽材料的公司就已超过25家，年销售额以每年50%的增长率增长。据英国IAL Consultants公司统计，1990年欧洲不饱和聚酯的销售量为48万t，占世界总量的34%，但人均消耗量为美国或日本的一半。欧洲不饱和聚酯的80%用于复合材料的生产，尽管复合材料的重复利用和挥发问题没有得到解决，但聚酯的用量仍呈增长趋势。2009年，日本科研人员山口大学教授合田公一等人，以天然苎麻纤维和玉米为原料生产出生物可降解塑料，他们使用高浓度碱性溶液浸泡苎麻，把苎麻和生物可降解塑料按6：4的比例混合加压逐渐加热，从而制成新型复合材料。2011年，英国曼彻斯特大学的科学家发现一种5亿年高龄的海洋生物拥有的纳米晶须能修复人类受损的肌肉组织。2014年，美国研发出的新型纳米晶须电缆既可输送又能储存能量；同一年，多个国家研究人员采用了基因工程方法等现代生物技术改良，结果表明加入适量的硅烷，测得纳米纤维素晶须尺寸明显减小，说明硅烷对悬浮液的稳定性具有较好的促进作用，发达国家以晶须增强的复合材料被广泛地应用于军事、汽车以及体育行业。
2018年，德国奈兰新风研究出EAT离子晶须微通道技术；同一年，韩国开发出3D打印技术，其利用聚氨酯和石墨烯制备出圆柱状水下仿生晶须传感器，这种3D打印的传感器效仿大多数水中生物使用的触须来探测目标，并具有高精度跟踪和监测水下漩涡的能力，在软体机器人、传感器、可穿戴设备以及人机交互等领域将具有广泛应用。据《科学报告》报道，曼彻斯特大学的研究人员已经设计出嵌入RFID中的石墨烯传感器，它们有望彻底改变物联网（internet of things，IoT），且以非常低的成本可扩展地层-层印刷和大规模生产，该设备也不需要电池电源，因为它从接收器获取电力。
2019年，日本京瓷公司（Kyocera）、NGK公司，以及美国肯纳、瑞典Sandvik、德国Ceram Tec公司都研发出先进的陶瓷刀具生产线，德国劳费尔公司制备了SIC晶须增强切削刀具复合材料，美国亨斯迈（Huntsman）大量生产各种复合材料；德国航空航天中心（DLR）多尺度模拟仿真软件开发商MultiMechanics对陶瓷基复合材料（CMC）进行深入研究，形成氧化锆晶须的制备工艺。
2020年，德国FAU大学研究了纳米TiO2在纳米医学中的诊疗特性，与传统的块体材料相比，TiO2纳米结构（NSs）通过可行且可重复的制备策略，以不同的形貌（如球形、管状、圆柱形、纤维、片状、晶须、丝和棒状）被广泛应用；日本宇部开发出纳米针状氧化锌晶须，德国朗盛公司将硫酸钙晶须应用于高分子材料，美国普渡大学开发出了一种新的制造工艺：使用纳米纤维素晶须用于食品包装用高阻隔涂层，日本三菱公司开发出高强度晶须增强工程POM FT2020材料，俄罗斯联化-俄罗斯托姆在低密度聚乙烯-高压聚乙烯-LDPE、LD8021、LD2022、10803-020等无机非金属晶须材料研发中取得重大突破，通过与纤维、晶须等复合改善其韧性，开发出具有良好的耐烧蚀性能的石英玻璃（SiO2）材料。据麻省理工学院《科技创业》2020年报道，美国华盛顿州立大学（Washington State University）格兰特·诺顿教授用可控制方式培育锡晶须，锡晶须用于阳极，不仅不会导致短路，而且可以容纳大量的锂离子，这种电极可以使锂离子电池的容量提高3倍。为了构建具有锂金属阳极的安全、高效、可靠的电池，需要通过三种不同的方法来控制三种生长模式。
在对小行星陨石晶须研究和应用方面，2010年日本“隼鸟”号在小行星发现太空风化成因的铁晶须，采集的Itokawa小行星样品为研究矿物的太空风化提供了关键样品。近日，日本九州大学文理学院的Toru Matsumoto及其合作者对Itokawa颗粒开展了陨硫铁太空风化的电子显微学研究，成果发表于Nature Communications。其后，在陨石中也发现了石墨晶须。
其他典型晶须，如氧化镁、氧化铝、氧化锆、氮化铝、赛隆、氮化硼、氢氧化镁、莫来石等晶须及其复合材料的研究和发展史，性能及制备方法将在对应的章节中分别详细介绍。