1.6.2 晶须材料发展趋势
晶须及其复合材料的兴起丰富了现代材料家族，它正成为航空以及国防装备的关键材料，同时复合材料的种类和用量也已成为衡量科技实力的重要标志。以金属、合金或非金属为基体，以各种晶须增强的复合材料具有高的强度和模量，横向力学性能高，综合力学性能好，具有良好的高温性能，还具有导电、导热、耐磨损、热膨胀系数小、尺寸稳定性好、阻尼性好等特点。主要应用于航空、航天等领域。尤其是具备高强度、高模量、低密度碳纤维增强复合材料的出现，使其成为各类军民装备重要的候选材料之一。美国国防部在2025年国防材料发展预测中提到，复合材料能够将强度、模量和耐高温的指标在现有基础上同时提高25%以上。此外，鉴于晶须复合材料已在固态电池、储能复合电缆等方面的应用取得较大进展，未来可望在海洋等领域可再生能源储电和电能传输、超导材料等方面得到应用。
尤其是近几年，晶须及其复合材料在生物医学材料方面的应用，已经成为继纳米医用材料之后最新的研究热点，这完全取决于新晶须纤维材料的制备技术与方法。最新技术和方法的应用及新晶须纤维材料的出现，带给生物医学材料巨大的变革。创新技术使制备方法更加简便、制备成本更加低廉，已使晶须纤维材料在生物医学应用方面成为可能。如纳米碳管纤维材料的发现，已在生物医学领域开展广泛的研究，是当今医学界最热的方向，甚至可以与20世纪70—80年代SiC晶须纤维材料在航空航天领域的应用媲美。
欧美国家复合材料市场转为以下游的应用型厂商为主，而复合材料的生产中心则向亚洲区国家转移。有数据显示，2010年以来欧美国家复合材料的产量正逐渐下降，取而代之的是亚洲国家产量的显著上升，表明全球复合材料市场格局正在发生转变。
因此，晶须及其复合材料的未来发展趋势如下。
1）低维和二维复合功能材料的研究与开发
低维碳晶须材料集优异的电学、力学、热学、光学等性能于一体，二维材料的所有原子都暴露在表面上，没有被藏起来的“体”部分，相比于三维体材料而言更容易被调控。在电子、信息、能源、交通、航空航天、国防等领域有着广阔的应用前景，是最有希望获得大规模应用、有望主导未来高科技产业的新材料。
2）晶须方向和形状的人工生长
结合人工智能、非线性理论和遗传学中基因重组，使晶须方向和形状按照设计的方式自行生长，从而达到晶须方向和形状的人工控制。
3）晶须在仿生学、生物工程、生物活性、人工骨支架和口腔修复等领域的应用
用晶须材料合成的生物工程领域材料需要有良好的生物降解性、生物相容性、力学和加工性能，在仿生学、生物工程、生物医学领域的主要应用如下：仿生材料、零部件及传感器，生物活性器官、骨仿生材料、人工骨支架、人工颅骨板，人体牙列、骨骼、关节等缺损的植入材料、增韧组织工程松质骨材料，口腔修复牙科复合树脂、义齿基托、热凝牙托粉、软衬料及填料，医用植入材料、生物黏合剂和复合材料等。晶须具体应用如下：3D打印人工骨、晶须-纳米颗粒牙科复合树脂的研制、羟基磷灰石晶须材料人工骨支架、基于纳米纤维织物和纤维素晶须的仿生矿化构建骨修复材料、硼酸铝晶须-SiO2颗粒复合体增强牙科复合树脂、钛酸钾晶须作为增强牙用复合树脂的填充材料、多微孔纳米SiO2（SP1SiO2）颗粒和α-Si3N4晶须作为牙科复合树脂的填料、晶须-纳米颗粒牙科复合树脂的研制、添加不同抗菌剂的纳米增强义齿基托树脂、β-Si3N4晶须增强齿科树脂材料、四针状氧化锌晶须基托复合树脂、基于纳米纤维织物和纤维素晶须的仿生矿化构建骨修复材料、由矿化的纳米纤维素晶须构建的骨仿生材料、天然胶乳/碳酸钙晶须医用复合材料、仿生哑铃形碳化硅晶须的制备、仿生碳化硅晶须的合成、仿生生物矿化人工骨修复材料及其制备、医学用复合甲壳素晶须的强化生物黏合剂。其中生物陶瓷是指直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料，由于其具有优良的生物相容性和稳定性、美观性等优点受到人们青睐，在临床上已广泛应用于口腔修复领域；羟基磷灰石晶须（HAPw）增强复合材料应用于骨修复支架和和牙科；纳米晶须用于修复人类受损的肌肉组织。(https://www.daowen.com)
4）环保晶须及其复合材料
结合环保的需求，对以天然可降解材料制备晶须及其复合材料，由低廉矿物质及废矿制备晶须及其复合材料，利用固体、液体、气体等废弃物制备晶须及其复合材料的研究和应用一定是发展的方向。
（1）以天然可降解材料制备晶须及其复合材料：竹纳米纤维素晶须的制备及其生物复合材料，堇青石合成及晶须原位增强堇青石质隔热材料，剑麻纤维素纳米晶须，稻草制备碳化硅晶须，稻壳合成β-SiC晶须/颗粒及其增强复合材料，植物纤维素纳米晶须的提取，桑枝皮、蒜皮、椰壳、剑麻、水稻秸秆、小麦秸秆、仙人掌科植物、乌拉草、玉米苞叶、花生壳中提取纤维素纳米晶须；剑麻纤维与晶须混杂增强聚丙烯复合材料，用稻草和硅粉合成碳化硅晶须，海苔渣制备碳化硅晶须复合聚四氟乙烯摩擦材料，纳米纤维素晶须壳聚糖可降解包装复合膜的制备，聚乳酸竹纳米纤维素晶须超微竹炭复合材料薄膜，以海水卤水为原料制备硫酸钙晶须，利用淡化海水浓液制备碳酸镁晶须，盐湖提锂副产氢氧化镁制备碱式硫酸镁晶须，苦卤制备硼酸镁晶须，海水卤水镁系物开发利用，用芒硝和钙水制备二水合硫酸钙晶须，以浓厚卤水为原料制取生产高品质半水硫酸钙晶须，以白云岩和苦卤为原料制备碱式氯化镁晶须，从干涸盐湖的盐卤中生产碱式溴化镁晶须，利用柯柯盐湖卤水制备碱式硫酸镁晶须，盐场苦卤制备碱式硫酸镁晶须，富集盐湖卤水中碳酸锂晶须网织材料，矿卤滩晒副产物制备硫酸钙晶须，硅酸锆晶须和海藻酸钙纤维增强阻燃材料开发。
（2）由低廉矿物质及废矿制备晶须及其复合材料：粉煤灰制备托贝莫来石晶须，用黏土原料制备碳化硅晶须，菱镁矿生产亚微米级碱式硫酸镁晶须，用天然矿物透闪石制备硅酸钙镁晶须，用天然石膏制备半水硫酸钙晶须，利用蛇纹石制备三水合碳酸镁晶须，以粉煤灰为原料合成托贝莫来石晶须，以堇青石合成晶须原位增强堇青石质隔热材料，黄磷炉渣制取二水合硫酸钙晶须，镁橄榄石晶须增强的镁硅质耐火材料，由膨润土抽取超细硅酸铝和氧化铝晶须，由炼锡废渣制备二水合硫酸钙晶须，固体废弃物磷石膏制备新材料，循环酸浸高镁磷尾矿制备氯磷酸钙和氯化镁晶须，用低品位天然石膏或石膏尾矿制备硫酸钙晶须，页岩提钒中和渣制备硫酸钙晶须填充聚丙烯复合材料，丁苯橡胶/甲壳素晶须纳米复合材料，以废弃磷石膏为原料水热合成碳酸钙晶须，以黄磷炉渣为原料制备碳酸钙晶须，由工业副产石膏制硫酸钙晶须，电石渣制备硫酸钙晶须，利用磷尾矿及萃余磷酸制备石膏晶须，氟石膏渣制备硫酸钙晶须，以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁晶须，稀土尾矿中钙的提取及硫酸钙晶须，由炼锡废渣制备二水合硫酸钙晶须，镁橄榄石晶须增强的镁硅质耐火材料，石棉尾矿为供源制备碳酸镁晶须，工业副产物磷石膏制半水硫酸钙晶须，硅灰石晶须/MCPA6复合材料，利用毒重石酸解制备氯化钡并联产硫酸钙晶须，钛石膏除杂制备硫酸钙晶须，利用沙漠砂低温合成莫来石晶须。
（3）利用固体、液体、气体等废弃物制备晶须及其复合材料：木质纸质秸秆类废弃物，椰壳、桑蚕废弃物，黄豆芽、绿豆芽废弃物制备硫酸钙晶须。废玻璃为硅源制备莫来石晶须。利用城市及工业废弃木质废料制造晶须高分子复合材料。利用建筑废弃物制备莫来石晶须。利用化工废物合成硫酸钙晶须。利用生物质废弃物制造汽车用热塑性塑料（纤维素晶须）。利用糖厂垢制备硫酸钙晶须。利用吸附垃圾焚烧烟气中重金属离子制备硫酸钙晶须。利用聚合氯化铝生产废渣制备硫酸钙晶须，从含钛电炉熔分渣制备纳米结构六钛酸钾晶须，氯碱盐泥生产硫酸钙晶须，用生产硝基胍、双氰胺的废弃物生产硫酸钙晶须和硫酸钙。利用转炉渣制备硫酸钙晶须，以卤渣为原料制取硫酸钙晶须，以电石渣为原料制取硫酸钙晶须。利用烧结烟气脱硫灰制备硫酸钙晶须。
（4）利用城市及工业废弃木质废料制造碳酸钙和（或）硫酸钙晶须高分子复合材料。利用骨明胶废水制备硫酸钙晶须。利用晶硅切割废砂浆制备碳化硅纳米晶须。利用制碱废液和废硫酸制高品质硫酸钙晶须，硫酸废液和盐酸废液制备硫酸钙晶须。利用染料及其中间体生产中废水制备硫酸钙晶须，从化工废水制备高品质二水合硫酸钙晶须，TiO2晶须对化工污水的催化作用，污水沉淀物浆料制备硫酸钙晶须。利用白炭黑生产废水制备硫酸钙晶须。利用环氧丙烷皂化废水生产碳酸钙晶须，柠檬酸钠解析贫液净化及其副产石膏晶须。利用含镁废液制备氢氧化镁晶须，用生产硝基胍、双氰胺的废弃物生产硫酸钙晶须，以氨碱厂废液与卤水为原料制备硫酸钙晶须，以柠檬酸渣为原料制备硫酸钙晶须，用造纸绿液制备碳酸钙晶须。
5）基于我国资源特点的晶须及其复合材料研究与开发
基于我国资源特点，我国天然石膏、石灰石、玄武岩、石英砂、菱镁矿、煤矸石、粉煤灰、黏土、海泡石、海湖卤水、贝壳、藻类、植物等资源丰富，利用天然矿物质和其他自然资源制备晶须及复合材料大有可为。如碳酸钙晶须，以价格低廉的石灰石或海洋中的贝壳为原料，或以天然生石膏、方解石、石灰石料、磷石膏、脱硫石膏、电石渣、卤渣、废酸和卤水、柠檬酸渣等为原料、氯化镁为晶型助长剂，用水热合成法制备硫酸钙晶须；利用海水、卤水和苦卤为资源，制取硼酸镁晶须；以海洋资源的镁盐和钙盐等为原料，生产海洋系列无机盐晶须；以粉煤灰制备莫来石晶须，以石英砂、沙漠砂和河沙为原料制备碳化硅晶须；以我国品位高的镁矿矿石资源的副产品及海湖卤水制备碱式硫酸镁晶须，以海洋生物和陆地植物制备甲壳素晶须、纤维素和纳米纤维素晶须及复合材料，以其他天然材料制备碳化硅、氮化硅、氧化铝晶须、石墨烯纤维、碳纤维（特别是聚丙烯基碳纤维）、羟基磷灰石晶须、树脂基复合材料等，以贝壳、牡蛎贝为原料制备碳酸钙晶须。
6）加强对典型晶须及其复合材料的标准研究和制定
世界各主要国家和行业都对典型晶须及其复合材料的制备、加工、检测、测定、试验、包装、使用、废弃物处置都建立了一些标准，而我国在此方面的研究和应用，远远落后于国外。相关标准的缺位，无法适应我国方兴未艾的晶须及其复合材料业的研究和生产，也限制了我国在此领域的国际话语权。因此，相关标准的研究、制定和完善必须亟待解决。此外，对相关的知识产权的申报和使用也需加强。