一、礦物材料的研究開發(fā)已進(jìn)入快車道
資源節(jié)約型社會、生產(chǎn)集約化要求、材料科技的發(fā)展、創(chuàng)新型國家的思維，已淡化了礦物材料的非金屬和金屬礦物原料界限，更加重視天然礦物材料與合成礦物材料的交融與綜合開放利用，使礦物材料在廣度、深度、高新度方面都有了更好更快進(jìn)展。例如，
1、設(shè)計與結(jié)構(gòu)組裝礦物材料的概念與成果將加快礦物功能改造和受控性改造精確度，拓寬礦物材料的研發(fā)視野
北京大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院的專家們發(fā)表的“天然礦物材料的多孔結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)組裝和光催化性能”，提出了礦物結(jié)構(gòu)組裝的概念，并利用礦物孔隙結(jié)構(gòu)（包括粘土與非粘土多孔礦物），促進(jìn)已有的粘土礦物功能開發(fā)的熱區(qū)向其它多孔結(jié)構(gòu)礦物的功能開發(fā)領(lǐng)域擴(kuò)展。
自然界存在許多非粘土多孔礦物。而目前對其中的微孔的沸石、中孔的硅藻土、大孔的浮石等這些多孔材料的利用多限于對其結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的吸附性能。北京大學(xué)在多孔礦物中進(jìn)行了功能粒子組裝(如組裝有光催化性能的TiO2顆粒,提高光催化降解的功效),制成了天然礦物型有機(jī)污染物降解材料。此外,在礦物材料中復(fù)合小孔、中孔、大孔不同大小的孔結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了不同大小的孔徑組裝,能夠擴(kuò)大光催化劑TiO2的承載面積,提高吸附性能。經(jīng)過結(jié)構(gòu)組裝的天然多孔礦物材料，復(fù)合了吸附、光催化等性能,在環(huán)境治理方面的應(yīng)用前景廣闊。通過納米微米層次上的結(jié)構(gòu)組裝工程在天然礦物中制造功能空間,制造功能粒子,獲得能夠撲集有機(jī)污染物的功能空間。這些新型天然多孔礦物復(fù)合材料兼具吸附光催化、微生物降解等特點,而且無二次污染,成本低廉，有很好的應(yīng)用價值。
2、礦物電極性的利用與開發(fā)：已有研究者利用電氣石極性晶體的天然電場、輻射遠(yuǎn)紅外線、產(chǎn)生負(fù)離子性能，開發(fā)新型礦物材料，并已在電氣石對種子發(fā)芽率、細(xì)胞增殖的影響等生物效應(yīng)，制備電氣石/PE塑料復(fù)合薄膜和薄片,電氣石的活化水性能及在水果保鮮中的作用等領(lǐng)域進(jìn)行了開發(fā)研究與利用。例如，利用電氣石礦物材料的天然電極性、輻射紅外線性能和TiO2的光催化性能，研制了以電氣石為載體，TiO2薄膜為催化劑的新型復(fù)合催化材料。用溶膠一凝膠技術(shù)在紫銅網(wǎng)表面成功生長電氣石/TiO2復(fù)合薄膜，能夠降低水分子團(tuán)的直徑，引起有機(jī)高分子強(qiáng)烈共振，加速光催化反應(yīng)速度。
3、開發(fā)新型光致變色材料及其礦物原料，如紫方鈉石。光變色性能在光信息存儲、軍事偽裝、建筑裝潢等方面有著現(xiàn)實和潛在的巨大商業(yè)價值。過去已研究得較為充分的光變色材料主要屬于有機(jī)材料。而有機(jī)材料容易“疲勞”(光色互變循環(huán)次數(shù)較少)和不耐高溫。目前已把重點轉(zhuǎn)向無機(jī)材料或無機(jī)材料與有機(jī)材料相結(jié)合的復(fù)合材料上,并被廣泛應(yīng)用。紫方鈉石就是其一。紫方鈉石是一種天然光致變色材料,其變色效應(yīng)是由于色心所引起,與晶體結(jié)構(gòu)中存在的S22- 離子和鹵素空位有關(guān)。
4、稀土復(fù)合礦物材料的開發(fā)應(yīng)用發(fā)展較快。
稀土礦物資源是制造高性能永磁材料、儲氫材料、發(fā)光材料（電致發(fā)光、固體激光材料）、通訊材料（光通訊器件）和新能源材料（含稀土鎳氫電池）等的重要戰(zhàn)略物資。還在性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)材料，高溫穩(wěn)定的分子篩型催化劑，高溫超導(dǎo)材料，特種玻璃、精密陶瓷，建材等玻璃和陶瓷顏料，以及農(nóng)、醫(yī)、環(huán)保材料等廣泛領(lǐng)域已開發(fā)了許多新材料。目前已發(fā)現(xiàn)的稀土礦物有250多種。我國是稀土礦物資源大國，儲量、產(chǎn)量均為世界第一。在19個省市、自治區(qū)都有稀土礦床。
5、軍工用復(fù)合礦物材料有重要價值。
中國科學(xué)院的專家在“隱身材料研究開發(fā)現(xiàn)狀與礦物材料在其中的應(yīng)用”一文中指出，紅外隱身技術(shù)的基礎(chǔ)是背景的紅外輻射,所以研究巖石土壤的紅外輻射,不僅可以了解物體在自然環(huán)境中紅外輻射背景,而且可以通過對礦物的紅外輻射特性研究,尋找可用于制作紅外隱身涂層的材料和進(jìn)行紅外隱身設(shè)計。目前，研究者已對98種礦物、34種巖石、19種土壤約200個樣品的光譜發(fā)射率、全波長積分發(fā)射率和50余種單礦物的光譜發(fā)射率曲線進(jìn)行了測定。并針對日益嚴(yán)重的電磁波環(huán)境污染等問題,討論了礦物材料在電磁波污染防治、隱身技術(shù)和遠(yuǎn)紅外吸收制品等方面的應(yīng)用前景及應(yīng)注意的問題。
微波介質(zhì)材料在20世紀(jì)60～70年代已有了陶瓷系列和工程塑料系列兩大類產(chǎn)品。由于二者在性能上的不足，80年代以來逐步被有機(jī)和無機(jī)多相復(fù)合材料技術(shù)方案所代替。在復(fù)合材料中介電功能材料起著十分重要的作用。介質(zhì)材料的研究主要集中在采用人工合成的金紅石、磷酸鋁、磷酸鉻、碳纖維鍍金屬膜和超細(xì)金屬粉等材料。優(yōu)質(zhì)天然金紅石的微波介質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于人造金紅石，即使是在相結(jié)構(gòu)和主要成分含量相近時,其介電常數(shù)仍相差20 %～30 % ,介電損耗也有變化,這一特點在人工介質(zhì)材料制備中有重要意義。
微波電熱材料：某些天然產(chǎn)出的鐵氧體材料，人工合成的針狀氧化鋅晶體,具有良好的吸波性,盛滿氧化鋅晶須的燒杯在微波爐內(nèi),10s多就可以達(dá)到赤熱狀態(tài)。這些材料性能穩(wěn)定,可以反復(fù)使用,是良好的微波加熱器發(fā)熱體，有良好的市場前景。
6、開發(fā)礦物材料原料的空間更廣闊
國內(nèi)外對大洋中多金屬結(jié)核及富鈷結(jié)殼在吸附、催化和電化學(xué)性能等方面的研究開發(fā)成果,在一篇“大洋多金屬結(jié)核及富鈷結(jié)殼礦物材料的研究述評”文章中作了介紹，展示了大洋多金屬結(jié)核及富鈷結(jié)殼作為新型礦物材料的新進(jìn)展。
大洋多金屬結(jié)核和富鈷結(jié)殼具有疏松多孔,吸附力和離子交換能力強(qiáng)等性質(zhì),國外已研究其用作工業(yè)廢水的重金屬吸附和工業(yè)廢氣脫硫凈化,石油渣油脫硫、煤的液化、瀝青裂解及原油脫除金屬等方面的催化劑以及利用錳結(jié)核中四價錳的強(qiáng)氧化性和高活性作電池去極化劑等。
7、廢棄物的資源化、礦物材料化熱度攀升
固體廢棄物的資源化例如，在巴西，Angelica Romulo Simoes 等人研究綜合利用亞馬遜地區(qū)高嶺土及其尾礦制造高活性偏高嶺石、細(xì)粒SiO2，并成功用于生產(chǎn)建筑材料。此外，Pogacnik Ljko等開發(fā)了用工業(yè)礦渣代替石灰?guī)r生產(chǎn)水泥，并減少了水泥中游離鈣含量。
Pogacnik Ljko等開發(fā)了用工業(yè)礦渣代替石灰?guī)r生產(chǎn)水泥，并減少了水泥中游離鈣含量。
粉煤灰中富集有很多微量元素。Giere Reto研究了發(fā)電廠粉煤灰中的Ge含量與粉煤灰的物理、化學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系。表明Ge主要與粉煤灰中的硅鋁玻璃相有關(guān),與含鐵結(jié)晶相無關(guān)。同時，隨著顆粒度的減小，Ge含量也進(jìn)一步提高。因此可以先通過磁選和粒度分選使Ge 進(jìn)一步富集。
西南科技大學(xué)已建立起固體廢物處理與資源化省部共建教育部重點實驗室。
工業(yè)廢氣與礦物材料：例如，Ca、Mg硅酸鹽可多價螯合CO2 ,處理工業(yè)排放的CO2。工業(yè)堿性廢棄物(如鋼渣)和城市固體廢棄物的灰渣(其堿性來源于高溫下產(chǎn)生的Ca、Mg氧化物和堿金屬硅酸鹽)，暴露于CO2中，可分別轉(zhuǎn)變?yōu)?Ca，Mg) CO3 和SiO2 ，類似于Ca、Mg硅酸鹽的風(fēng)化產(chǎn)物。荷蘭能源研究中心的專家因此研究了用工業(yè)堿性廢棄物(如鋼渣)和城市固體廢棄物的灰渣吸收工業(yè)CO2的工藝。實驗證明，這些廢棄物碳酸鹽化后，pH值由原來的10～12降為8，并形成了新的礦物組合，更有利于對有害元素的吸收。
二、礦物材料有力牽動了非金屬礦工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程
1、礦物材料研發(fā)使非金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)利用層次發(fā)生了本質(zhì)躍遷。
1990年由Gianelis、Mehrotra 提出的插層原位聚合物基有機(jī)-無機(jī)納米級復(fù)合材料的概念，開始了利用聚合物單體插入到具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽粘土中，在粘土的層間原位聚合，形成有序的納米復(fù)合材料。使粘土礦物由填料、涂料類基本原料躍升為多功能、多品種的高價值資源與材料。這類技術(shù)接著在其它具有層片狀結(jié)構(gòu)的礦物改造中利用。
實際上，具有層狀結(jié)構(gòu)，其層間域有可改造潛能的礦物，都可能進(jìn)行這類改造。西南科技大學(xué)彭同江等研發(fā)了聚合物/蛭石納米復(fù)合材料，使原來基本用作輕質(zhì)保溫材料的蛭石，因研究和開發(fā)了高強(qiáng)度、高模量、高韌性、高耐熱性、高導(dǎo)電性、對油類或氣體的高阻隔性，以及形態(tài)穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，在航空、汽車、家電、電子、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)拓展了應(yīng)用市場。
2、金剛石的性能和成膜技術(shù)突破性進(jìn)展把昂貴的金剛石擴(kuò)展為民生應(yīng)用的高效價值。
一種新的水凈化技術(shù)是用金剛石改進(jìn)電化學(xué)水處理方法。一般電化學(xué)水處理是利用兩個電極間的電壓使水分子分離，產(chǎn)生自由氫氧根，從而可氧化所有的有機(jī)物質(zhì)，只留下無害的鹽類物質(zhì)、CO2和水，但耗電量大。用化學(xué)氣相沉積方法生產(chǎn)金剛石薄膜電極（圖1），可以不需要電解就能產(chǎn)生自由氫氧根，達(dá)到水凈化的目的。試驗表明金剛石薄膜電極對廢水的凈化和消毒有很好的效果。這種金剛石薄膜的原料是甲烷。
3、應(yīng)用礦物學(xué)和礦物材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究支撐著高新礦物材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
非金屬礦和礦物材料的可控改造與升位屬性的利用，需要兩個方面的研究基礎(chǔ)。一個方面是用跨越學(xué)科、行業(yè)的材料流思維指導(dǎo)的研究和工業(yè)礦物、材料價值、環(huán)境健康的綜合評估系統(tǒng)；一個方面是不斷深入礦物材料微觀層面的結(jié)構(gòu)、成分、功能和基本微粒表面、界面性能等基因效應(yīng)的基礎(chǔ)探究成果的開發(fā)應(yīng)用。
西南科技大學(xué)董發(fā)勤等在環(huán)境礦物材料和生物礦物材料領(lǐng)域，進(jìn)行了下列應(yīng)用基礎(chǔ)研究與材料開發(fā)：確立了材料流的理念，把礦物材料-環(huán)境-生態(tài)-健康結(jié)合起來，采用“來自天然，兼容天然，用于自然，回歸自然”的環(huán)境協(xié)調(diào)材料原則，率先以功能微集料和生態(tài)功能基元材料的“基因”、“材料芯片”概念，設(shè)計了生態(tài)礦物材料的研發(fā)思路。從工業(yè)材料開發(fā)應(yīng)用角度深入研究材料表面/界面物理規(guī)律以及材料物理化學(xué)屬性、環(huán)境材料屬性、生態(tài)材料屬性，實現(xiàn)材料的性能復(fù)合、定向改造與功能優(yōu)化。例如，以帶有天然或人工界面微孔礦物材料，開發(fā)具有“呼吸”功能、貯熱功能、水—水蒸汽轉(zhuǎn)換功能、調(diào)整小空間的氣溫、濕度變化和熱輻射等調(diào)整微氣候環(huán)境的功能材料；利用噪音和電磁輻射均是波形成的污染特征，采用相應(yīng)孔級級配的礦物表面和表面導(dǎo)電、表面電離、防輻射作用來吸收屏蔽各種電磁波、防氡防輻射，進(jìn)而消除對聽覺、皮膚、器官的損傷，開發(fā)相關(guān)的礦物凈化材料；利用天然多孔材料和纖維材料中有強(qiáng)吸附作用、強(qiáng)脫水作用、機(jī)械刺入作用以及貴金屬離子和短波長光線的殺傷作用，研制吸附脫塵、吸附殺傷的活性生物材料；利用中藥資源和理論，運(yùn)用礦物材料光催化、磁化、遠(yuǎn)紅外、抗菌等性能，開發(fā)微環(huán)境改善的材料，建材產(chǎn)品中的緩釋、長效保健功能材料等。他們在2007年已出版了《生態(tài)功能基元材料及其復(fù)合建材集成技術(shù)》。
還研究了礦物（元素）與微生物界面及腔內(nèi)的相互作用。從天然粉塵中的無機(jī)結(jié)晶物（或類似物質(zhì)）、重金屬、放射性核素離子與微生物膜體系/微生物產(chǎn)物體系的生化作用的復(fù)雜體系角度，通過對酵母菌、耐輻射奇球菌等微生物的篩選馴化，研究液相條件下微生物對單一（組合）放射性核素鈾、鍶的選擇性吸附條件、吸附容量及耐輻射特性。研究了礦物微（塵）粒與人體正常菌群作用以及菌解作用在肺部清除大氣浮塵中所起的作用。也開展了“難溶超細(xì)礦物（元素）與微生物界面相互作用研究”，對生物成礦和富集再生、生物活性與毒性、表面改性和重構(gòu)的研究，具有重要的理論和意義實用價值。
上述部分成果在英國18屆IMA、巴西8屆應(yīng)用礦物學(xué)、日本19屆IMA及國家基金委召開的兩次礦物與微生物相互作用研討會、全國礦物科學(xué)與工程學(xué)術(shù)研討會、環(huán)境礦物學(xué)與礦物物理研討會、核廢物處理與核安全、有色冶金新方法國際研討會上進(jìn)行了交流。對礦物材料和現(xiàn)代非金屬礦工業(yè)的形象和高科技領(lǐng)域的展現(xiàn)做出了積極貢獻(xiàn)。
4、中南大學(xué)在“基于資源—材料一體化的功能礦物材料開發(fā)與應(yīng)用”一文中提出功能礦物材料設(shè)計一體化開發(fā)的概念，認(rèn)為基于礦物特性的功能礦物材料的開發(fā)與設(shè)計是礦物材料學(xué)科體系和產(chǎn)業(yè)化的重要發(fā)展方向，指出現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展對材料性能提出了更高的要求，通過物理和化學(xué)加工將礦物直接制成功能材料，并用改性、摻雜技術(shù)賦予相應(yīng)的功能，以實現(xiàn)資源—材料的一體化，為傳統(tǒng)礦物加工行業(yè)的技術(shù)升級和新型功能材料的制備提供了全新的思路。事實表明，功能礦物材料與現(xiàn)代生物技術(shù)、納米技術(shù)和信息技術(shù)融合，形成了新的學(xué)科方向和生長點。國內(nèi)外在功能礦物材料制備技術(shù)開發(fā)的同時，對機(jī)械化學(xué)、機(jī)械電化學(xué)、超微細(xì)加工、界面化學(xué)、摻雜改性等過程的理論問題進(jìn)行了深入的探討，建立了一系列理論體系，推動了該領(lǐng)域的迅速發(fā)展。
三、對行業(yè)發(fā)展的建議：抓好兩個端部效應(yīng)，加強(qiáng)基地和產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的發(fā)展與人才凝聚
我國非金屬礦工業(yè)經(jīng)歷、并正在經(jīng)歷著由短鏈產(chǎn)業(yè)（非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)、采礦——選礦加工——建材等制品），向長鏈產(chǎn)業(yè)（礦產(chǎn)資源——精細(xì)加工——初級產(chǎn)品與制品 ——礦物材料工業(yè)），再向產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈構(gòu)建的轉(zhuǎn)變（由行業(yè)協(xié)會引導(dǎo)，依托產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、互補(bǔ)的整體優(yōu)勢，發(fā)展現(xiàn)代非金屬礦產(chǎn)業(yè)與礦物材料系列，創(chuàng)建跨越業(yè)界的礦業(yè)與礦物材料產(chǎn)業(yè)集團(tuán)）。
中國資源、能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實際，要求任何需要資源保障的工業(yè)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈的發(fā)展都要高度重視資源源頭的豐度與質(zhì)量，高度重視牽動性產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)鍵市場潛力與實力。因此可以認(rèn)為，精心扶持和積極發(fā)展以整合產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢的端部智力實體和創(chuàng)新型國家政策支撐的現(xiàn)代非金屬礦業(yè)和礦物材料工業(yè)，是非金屬礦工業(yè)全行業(yè)能否抓住新世紀(jì)新機(jī)遇期，又好又快發(fā)展的關(guān)鍵。
資源節(jié)約型社會、生產(chǎn)集約化要求、材料科技的發(fā)展、創(chuàng)新型國家的思維，已淡化了礦物材料的非金屬和金屬礦物原料界限，更加重視天然礦物材料與合成礦物材料的交融與綜合開放利用，使礦物材料在廣度、深度、高新度方面都有了更好更快進(jìn)展。例如，
1、設(shè)計與結(jié)構(gòu)組裝礦物材料的概念與成果將加快礦物功能改造和受控性改造精確度，拓寬礦物材料的研發(fā)視野
北京大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院的專家們發(fā)表的“天然礦物材料的多孔結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)組裝和光催化性能”，提出了礦物結(jié)構(gòu)組裝的概念，并利用礦物孔隙結(jié)構(gòu)（包括粘土與非粘土多孔礦物），促進(jìn)已有的粘土礦物功能開發(fā)的熱區(qū)向其它多孔結(jié)構(gòu)礦物的功能開發(fā)領(lǐng)域擴(kuò)展。
自然界存在許多非粘土多孔礦物。而目前對其中的微孔的沸石、中孔的硅藻土、大孔的浮石等這些多孔材料的利用多限于對其結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的吸附性能。北京大學(xué)在多孔礦物中進(jìn)行了功能粒子組裝(如組裝有光催化性能的TiO2顆粒,提高光催化降解的功效),制成了天然礦物型有機(jī)污染物降解材料。此外,在礦物材料中復(fù)合小孔、中孔、大孔不同大小的孔結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了不同大小的孔徑組裝,能夠擴(kuò)大光催化劑TiO2的承載面積,提高吸附性能。經(jīng)過結(jié)構(gòu)組裝的天然多孔礦物材料，復(fù)合了吸附、光催化等性能,在環(huán)境治理方面的應(yīng)用前景廣闊。通過納米微米層次上的結(jié)構(gòu)組裝工程在天然礦物中制造功能空間,制造功能粒子,獲得能夠撲集有機(jī)污染物的功能空間。這些新型天然多孔礦物復(fù)合材料兼具吸附光催化、微生物降解等特點,而且無二次污染,成本低廉，有很好的應(yīng)用價值。
2、礦物電極性的利用與開發(fā)：已有研究者利用電氣石極性晶體的天然電場、輻射遠(yuǎn)紅外線、產(chǎn)生負(fù)離子性能，開發(fā)新型礦物材料，并已在電氣石對種子發(fā)芽率、細(xì)胞增殖的影響等生物效應(yīng)，制備電氣石/PE塑料復(fù)合薄膜和薄片,電氣石的活化水性能及在水果保鮮中的作用等領(lǐng)域進(jìn)行了開發(fā)研究與利用。例如，利用電氣石礦物材料的天然電極性、輻射紅外線性能和TiO2的光催化性能，研制了以電氣石為載體，TiO2薄膜為催化劑的新型復(fù)合催化材料。用溶膠一凝膠技術(shù)在紫銅網(wǎng)表面成功生長電氣石/TiO2復(fù)合薄膜，能夠降低水分子團(tuán)的直徑，引起有機(jī)高分子強(qiáng)烈共振，加速光催化反應(yīng)速度。
3、開發(fā)新型光致變色材料及其礦物原料，如紫方鈉石。光變色性能在光信息存儲、軍事偽裝、建筑裝潢等方面有著現(xiàn)實和潛在的巨大商業(yè)價值。過去已研究得較為充分的光變色材料主要屬于有機(jī)材料。而有機(jī)材料容易“疲勞”(光色互變循環(huán)次數(shù)較少)和不耐高溫。目前已把重點轉(zhuǎn)向無機(jī)材料或無機(jī)材料與有機(jī)材料相結(jié)合的復(fù)合材料上,并被廣泛應(yīng)用。紫方鈉石就是其一。紫方鈉石是一種天然光致變色材料,其變色效應(yīng)是由于色心所引起,與晶體結(jié)構(gòu)中存在的S22- 離子和鹵素空位有關(guān)。
4、稀土復(fù)合礦物材料的開發(fā)應(yīng)用發(fā)展較快。
稀土礦物資源是制造高性能永磁材料、儲氫材料、發(fā)光材料（電致發(fā)光、固體激光材料）、通訊材料（光通訊器件）和新能源材料（含稀土鎳氫電池）等的重要戰(zhàn)略物資。還在性能優(yōu)異的結(jié)構(gòu)材料，高溫穩(wěn)定的分子篩型催化劑，高溫超導(dǎo)材料，特種玻璃、精密陶瓷，建材等玻璃和陶瓷顏料，以及農(nóng)、醫(yī)、環(huán)保材料等廣泛領(lǐng)域已開發(fā)了許多新材料。目前已發(fā)現(xiàn)的稀土礦物有250多種。我國是稀土礦物資源大國，儲量、產(chǎn)量均為世界第一。在19個省市、自治區(qū)都有稀土礦床。
5、軍工用復(fù)合礦物材料有重要價值。
中國科學(xué)院的專家在“隱身材料研究開發(fā)現(xiàn)狀與礦物材料在其中的應(yīng)用”一文中指出，紅外隱身技術(shù)的基礎(chǔ)是背景的紅外輻射,所以研究巖石土壤的紅外輻射,不僅可以了解物體在自然環(huán)境中紅外輻射背景,而且可以通過對礦物的紅外輻射特性研究,尋找可用于制作紅外隱身涂層的材料和進(jìn)行紅外隱身設(shè)計。目前，研究者已對98種礦物、34種巖石、19種土壤約200個樣品的光譜發(fā)射率、全波長積分發(fā)射率和50余種單礦物的光譜發(fā)射率曲線進(jìn)行了測定。并針對日益嚴(yán)重的電磁波環(huán)境污染等問題,討論了礦物材料在電磁波污染防治、隱身技術(shù)和遠(yuǎn)紅外吸收制品等方面的應(yīng)用前景及應(yīng)注意的問題。
微波介質(zhì)材料在20世紀(jì)60～70年代已有了陶瓷系列和工程塑料系列兩大類產(chǎn)品。由于二者在性能上的不足，80年代以來逐步被有機(jī)和無機(jī)多相復(fù)合材料技術(shù)方案所代替。在復(fù)合材料中介電功能材料起著十分重要的作用。介質(zhì)材料的研究主要集中在采用人工合成的金紅石、磷酸鋁、磷酸鉻、碳纖維鍍金屬膜和超細(xì)金屬粉等材料。優(yōu)質(zhì)天然金紅石的微波介質(zhì)指標(biāo)優(yōu)于人造金紅石，即使是在相結(jié)構(gòu)和主要成分含量相近時,其介電常數(shù)仍相差20 %～30 % ,介電損耗也有變化,這一特點在人工介質(zhì)材料制備中有重要意義。
微波電熱材料：某些天然產(chǎn)出的鐵氧體材料，人工合成的針狀氧化鋅晶體,具有良好的吸波性,盛滿氧化鋅晶須的燒杯在微波爐內(nèi),10s多就可以達(dá)到赤熱狀態(tài)。這些材料性能穩(wěn)定,可以反復(fù)使用,是良好的微波加熱器發(fā)熱體，有良好的市場前景。
6、開發(fā)礦物材料原料的空間更廣闊
國內(nèi)外對大洋中多金屬結(jié)核及富鈷結(jié)殼在吸附、催化和電化學(xué)性能等方面的研究開發(fā)成果,在一篇“大洋多金屬結(jié)核及富鈷結(jié)殼礦物材料的研究述評”文章中作了介紹，展示了大洋多金屬結(jié)核及富鈷結(jié)殼作為新型礦物材料的新進(jìn)展。
大洋多金屬結(jié)核和富鈷結(jié)殼具有疏松多孔,吸附力和離子交換能力強(qiáng)等性質(zhì),國外已研究其用作工業(yè)廢水的重金屬吸附和工業(yè)廢氣脫硫凈化,石油渣油脫硫、煤的液化、瀝青裂解及原油脫除金屬等方面的催化劑以及利用錳結(jié)核中四價錳的強(qiáng)氧化性和高活性作電池去極化劑等。
7、廢棄物的資源化、礦物材料化熱度攀升
固體廢棄物的資源化例如，在巴西，Angelica Romulo Simoes 等人研究綜合利用亞馬遜地區(qū)高嶺土及其尾礦制造高活性偏高嶺石、細(xì)粒SiO2，并成功用于生產(chǎn)建筑材料。此外，Pogacnik Ljko等開發(fā)了用工業(yè)礦渣代替石灰?guī)r生產(chǎn)水泥，并減少了水泥中游離鈣含量。
Pogacnik Ljko等開發(fā)了用工業(yè)礦渣代替石灰?guī)r生產(chǎn)水泥，并減少了水泥中游離鈣含量。
粉煤灰中富集有很多微量元素。Giere Reto研究了發(fā)電廠粉煤灰中的Ge含量與粉煤灰的物理、化學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系。表明Ge主要與粉煤灰中的硅鋁玻璃相有關(guān),與含鐵結(jié)晶相無關(guān)。同時，隨著顆粒度的減小，Ge含量也進(jìn)一步提高。因此可以先通過磁選和粒度分選使Ge 進(jìn)一步富集。
西南科技大學(xué)已建立起固體廢物處理與資源化省部共建教育部重點實驗室。
工業(yè)廢氣與礦物材料：例如，Ca、Mg硅酸鹽可多價螯合CO2 ,處理工業(yè)排放的CO2。工業(yè)堿性廢棄物(如鋼渣)和城市固體廢棄物的灰渣(其堿性來源于高溫下產(chǎn)生的Ca、Mg氧化物和堿金屬硅酸鹽)，暴露于CO2中，可分別轉(zhuǎn)變?yōu)?Ca，Mg) CO3 和SiO2 ，類似于Ca、Mg硅酸鹽的風(fēng)化產(chǎn)物。荷蘭能源研究中心的專家因此研究了用工業(yè)堿性廢棄物(如鋼渣)和城市固體廢棄物的灰渣吸收工業(yè)CO2的工藝。實驗證明，這些廢棄物碳酸鹽化后，pH值由原來的10～12降為8，并形成了新的礦物組合，更有利于對有害元素的吸收。
二、礦物材料有力牽動了非金屬礦工業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程
1、礦物材料研發(fā)使非金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)利用層次發(fā)生了本質(zhì)躍遷。
1990年由Gianelis、Mehrotra 提出的插層原位聚合物基有機(jī)-無機(jī)納米級復(fù)合材料的概念，開始了利用聚合物單體插入到具有層狀結(jié)構(gòu)的硅酸鹽粘土中，在粘土的層間原位聚合，形成有序的納米復(fù)合材料。使粘土礦物由填料、涂料類基本原料躍升為多功能、多品種的高價值資源與材料。這類技術(shù)接著在其它具有層片狀結(jié)構(gòu)的礦物改造中利用。
實際上，具有層狀結(jié)構(gòu)，其層間域有可改造潛能的礦物，都可能進(jìn)行這類改造。西南科技大學(xué)彭同江等研發(fā)了聚合物/蛭石納米復(fù)合材料，使原來基本用作輕質(zhì)保溫材料的蛭石，因研究和開發(fā)了高強(qiáng)度、高模量、高韌性、高耐熱性、高導(dǎo)電性、對油類或氣體的高阻隔性，以及形態(tài)穩(wěn)定性等優(yōu)良性能，在航空、汽車、家電、電子、環(huán)境保護(hù)等行業(yè)拓展了應(yīng)用市場。
2、金剛石的性能和成膜技術(shù)突破性進(jìn)展把昂貴的金剛石擴(kuò)展為民生應(yīng)用的高效價值。
一種新的水凈化技術(shù)是用金剛石改進(jìn)電化學(xué)水處理方法。一般電化學(xué)水處理是利用兩個電極間的電壓使水分子分離，產(chǎn)生自由氫氧根，從而可氧化所有的有機(jī)物質(zhì)，只留下無害的鹽類物質(zhì)、CO2和水，但耗電量大。用化學(xué)氣相沉積方法生產(chǎn)金剛石薄膜電極（圖1），可以不需要電解就能產(chǎn)生自由氫氧根，達(dá)到水凈化的目的。試驗表明金剛石薄膜電極對廢水的凈化和消毒有很好的效果。這種金剛石薄膜的原料是甲烷。
3、應(yīng)用礦物學(xué)和礦物材料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究支撐著高新礦物材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展
非金屬礦和礦物材料的可控改造與升位屬性的利用，需要兩個方面的研究基礎(chǔ)。一個方面是用跨越學(xué)科、行業(yè)的材料流思維指導(dǎo)的研究和工業(yè)礦物、材料價值、環(huán)境健康的綜合評估系統(tǒng)；一個方面是不斷深入礦物材料微觀層面的結(jié)構(gòu)、成分、功能和基本微粒表面、界面性能等基因效應(yīng)的基礎(chǔ)探究成果的開發(fā)應(yīng)用。
西南科技大學(xué)董發(fā)勤等在環(huán)境礦物材料和生物礦物材料領(lǐng)域，進(jìn)行了下列應(yīng)用基礎(chǔ)研究與材料開發(fā)：確立了材料流的理念，把礦物材料-環(huán)境-生態(tài)-健康結(jié)合起來，采用“來自天然，兼容天然，用于自然，回歸自然”的環(huán)境協(xié)調(diào)材料原則，率先以功能微集料和生態(tài)功能基元材料的“基因”、“材料芯片”概念，設(shè)計了生態(tài)礦物材料的研發(fā)思路。從工業(yè)材料開發(fā)應(yīng)用角度深入研究材料表面/界面物理規(guī)律以及材料物理化學(xué)屬性、環(huán)境材料屬性、生態(tài)材料屬性，實現(xiàn)材料的性能復(fù)合、定向改造與功能優(yōu)化。例如，以帶有天然或人工界面微孔礦物材料，開發(fā)具有“呼吸”功能、貯熱功能、水—水蒸汽轉(zhuǎn)換功能、調(diào)整小空間的氣溫、濕度變化和熱輻射等調(diào)整微氣候環(huán)境的功能材料；利用噪音和電磁輻射均是波形成的污染特征，采用相應(yīng)孔級級配的礦物表面和表面導(dǎo)電、表面電離、防輻射作用來吸收屏蔽各種電磁波、防氡防輻射，進(jìn)而消除對聽覺、皮膚、器官的損傷，開發(fā)相關(guān)的礦物凈化材料；利用天然多孔材料和纖維材料中有強(qiáng)吸附作用、強(qiáng)脫水作用、機(jī)械刺入作用以及貴金屬離子和短波長光線的殺傷作用，研制吸附脫塵、吸附殺傷的活性生物材料；利用中藥資源和理論，運(yùn)用礦物材料光催化、磁化、遠(yuǎn)紅外、抗菌等性能，開發(fā)微環(huán)境改善的材料，建材產(chǎn)品中的緩釋、長效保健功能材料等。他們在2007年已出版了《生態(tài)功能基元材料及其復(fù)合建材集成技術(shù)》。
還研究了礦物（元素）與微生物界面及腔內(nèi)的相互作用。從天然粉塵中的無機(jī)結(jié)晶物（或類似物質(zhì)）、重金屬、放射性核素離子與微生物膜體系/微生物產(chǎn)物體系的生化作用的復(fù)雜體系角度，通過對酵母菌、耐輻射奇球菌等微生物的篩選馴化，研究液相條件下微生物對單一（組合）放射性核素鈾、鍶的選擇性吸附條件、吸附容量及耐輻射特性。研究了礦物微（塵）粒與人體正常菌群作用以及菌解作用在肺部清除大氣浮塵中所起的作用。也開展了“難溶超細(xì)礦物（元素）與微生物界面相互作用研究”，對生物成礦和富集再生、生物活性與毒性、表面改性和重構(gòu)的研究，具有重要的理論和意義實用價值。
上述部分成果在英國18屆IMA、巴西8屆應(yīng)用礦物學(xué)、日本19屆IMA及國家基金委召開的兩次礦物與微生物相互作用研討會、全國礦物科學(xué)與工程學(xué)術(shù)研討會、環(huán)境礦物學(xué)與礦物物理研討會、核廢物處理與核安全、有色冶金新方法國際研討會上進(jìn)行了交流。對礦物材料和現(xiàn)代非金屬礦工業(yè)的形象和高科技領(lǐng)域的展現(xiàn)做出了積極貢獻(xiàn)。
4、中南大學(xué)在“基于資源—材料一體化的功能礦物材料開發(fā)與應(yīng)用”一文中提出功能礦物材料設(shè)計一體化開發(fā)的概念，認(rèn)為基于礦物特性的功能礦物材料的開發(fā)與設(shè)計是礦物材料學(xué)科體系和產(chǎn)業(yè)化的重要發(fā)展方向，指出現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展對材料性能提出了更高的要求，通過物理和化學(xué)加工將礦物直接制成功能材料，并用改性、摻雜技術(shù)賦予相應(yīng)的功能，以實現(xiàn)資源—材料的一體化，為傳統(tǒng)礦物加工行業(yè)的技術(shù)升級和新型功能材料的制備提供了全新的思路。事實表明，功能礦物材料與現(xiàn)代生物技術(shù)、納米技術(shù)和信息技術(shù)融合，形成了新的學(xué)科方向和生長點。國內(nèi)外在功能礦物材料制備技術(shù)開發(fā)的同時，對機(jī)械化學(xué)、機(jī)械電化學(xué)、超微細(xì)加工、界面化學(xué)、摻雜改性等過程的理論問題進(jìn)行了深入的探討，建立了一系列理論體系，推動了該領(lǐng)域的迅速發(fā)展。
三、對行業(yè)發(fā)展的建議：抓好兩個端部效應(yīng)，加強(qiáng)基地和產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的發(fā)展與人才凝聚
我國非金屬礦工業(yè)經(jīng)歷、并正在經(jīng)歷著由短鏈產(chǎn)業(yè)（非金屬礦產(chǎn)地質(zhì)、采礦——選礦加工——建材等制品），向長鏈產(chǎn)業(yè)（礦產(chǎn)資源——精細(xì)加工——初級產(chǎn)品與制品 ——礦物材料工業(yè)），再向產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈構(gòu)建的轉(zhuǎn)變（由行業(yè)協(xié)會引導(dǎo)，依托產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、互補(bǔ)的整體優(yōu)勢，發(fā)展現(xiàn)代非金屬礦產(chǎn)業(yè)與礦物材料系列，創(chuàng)建跨越業(yè)界的礦業(yè)與礦物材料產(chǎn)業(yè)集團(tuán)）。
中國資源、能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實際，要求任何需要資源保障的工業(yè)產(chǎn)業(yè)網(wǎng)鏈的發(fā)展都要高度重視資源源頭的豐度與質(zhì)量，高度重視牽動性產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)鍵市場潛力與實力。因此可以認(rèn)為，精心扶持和積極發(fā)展以整合產(chǎn)學(xué)研優(yōu)勢的端部智力實體和創(chuàng)新型國家政策支撐的現(xiàn)代非金屬礦業(yè)和礦物材料工業(yè)，是非金屬礦工業(yè)全行業(yè)能否抓住新世紀(jì)新機(jī)遇期，又好又快發(fā)展的關(guān)鍵。
