一、礦物材料的研究開發已進入快車道
資源節約型社會、生產集約化要求、材料科技的發展、創新型國家的思維，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展。例如，
1、設計與結構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視野
北京大學地球和空間科學學院的專家們發表的“天然礦物材料的多孔結構、結構組裝和光催化性能”，提出了礦物結構組裝的概念，并利用礦物孔隙結構（包括粘土與非粘土多孔礦物），促進已有的粘土礦物功能開發的熱區向其它多孔結構礦物的功能開發領域擴展。
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構所產生的吸附性能。北京大學在多孔礦物中進行了功能粒子組裝(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污染物降解材料。此外,在礦物材料中復合小孔、中孔、大孔不同大小的孔結構,實現了不同大小的孔徑組裝,能夠擴大光催化劑TiO2的承載面積,提高吸附性能。經過結構組裝的天然多孔礦物材料，復合了吸附、光催化等性能,在環境治理方面的應用前景廣闊。通過納米微米層次上的結構組裝工程在天然礦物中制造功能空間,制造功能粒子,獲得能夠撲集有機污染物的功能空間。這些新型天然多孔礦物復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，有很好的應用價值。
2、礦物電極性的利用與開發：已有研究者利用電氣石極性晶體的天然電場、輻射遠紅外線、產生負離子性能，開發新型礦物材料，并已在電氣石對種子發芽率、細胞增殖的影響等生物效應，制備電氣石/PE塑料復合薄膜和薄片,電氣石的活化水性能及在水果保鮮中的作用等領域進行了開發研究與利用。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合催化材料。用溶膠一凝膠技術在紫銅網表面成功生長電氣石/TiO2復合薄膜，能夠降低水分子團的直徑，引起有機高分子強烈共振，加速光催化反應速度。
3、開發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實和潛在的巨大商業價值。過去已研究得較為充分的光變色材料主要屬于有機材料。而有機材料容易“疲勞”(光色互變循環次數較少)和不耐高溫。目前已把重點轉向無機材料或無機材料與有機材料相結合的復合材料上,并被廣泛應用。紫方鈉石就是其一。紫方鈉石是一種天然光致變色材料,其變色效應是由于色心所引起,與晶體結構中存在的S22- 離子和鹵素空位有關。
4、稀土復合礦物材料的開發應用發展較快。
稀土礦物資源是制造高性能永磁材料、儲氫材料、發光材料（電致發光、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）等的重要戰略物資。還在性能優異的結構材料，高溫穩定的分子篩型催化劑，高溫超導材料，特種玻璃、精密陶瓷，建材等玻璃和陶瓷顏料，以及農、醫、環保材料等廣泛領域已開發了許多新材料。目前已發現的稀土礦物有250多種。我國是稀土礦物資源大國，儲量、產量均為世界第一。在19個省市、自治區都有稀土礦床。
5、軍工用復合礦物材料有重要價值。
中國科學院的專家在“隱身材料研究開發現狀與礦物材料在其中的應用”一文中指出，紅外隱身技術的基礎是背景的紅外輻射,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行紅外隱身設計。目前，研究者已對98種礦物、34種巖石、19種土壤約200個樣品的光譜發射率、全波長積分發射率和50余種單礦物的光譜發射率曲線進行了測定。并針對日益嚴重的電磁波環境污染等問題,討論了礦物材料在電磁波污染防治、隱身技術和遠紅外吸收制品等方面的應用前景及應注意的問題。
微波介質材料在20世紀60～70年代已有了陶瓷系列和工程塑料系列兩大類產品。由于二者在性能上的不足，80年代以來逐步被有機和無機多相復合材料技術方案所代替。在復合材料中介電功能材料起著十分重要的作用。介質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金屬粉等材料。優質天然金紅石的微波介質指標優于人造金紅石，即使是在相結構和主要成分含量相近時,其介電常數仍相差20 %～30 % ,介電損耗也有變化,這一特點在人工介質材料制備中有重要意義。
微波電熱材料：某些天然產出的鐵氧體材料，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,10s多就可以達到赤熱狀態。這些材料性能穩定,可以反復使用,是良好的微波加熱器發熱體，有良好的市場前景。
6、開發礦物材料原料的空間更廣闊
國內外對大洋中多金屬結核及富鈷結殼在吸附、催化和電化學性能等方面的研究開發成果,在一篇“大洋多金屬結核及富鈷結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核及富鈷結殼作為新型礦物材料的新進展。
大洋多金屬結核和富鈷結殼具有疏松多孔,吸附力和離子交換能力強等性質,國外已研究其用作工業廢水的重金屬吸附和工業廢氣脫硫凈化,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核中四價錳的強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高嶺土及其尾礦制造高活性偏高嶺石、細粒SiO2，并成功用于生產建筑材料。此外，Pogacnik Ljko等開發了用工業礦渣代替石灰巖生產水泥，并減少了水泥中游離鈣含量。
Pogacnik Ljko等開發了用工業礦渣代替石灰巖生產水泥，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研究了發電廠粉煤灰中的Ge含量與粉煤灰的物理、化學性質間的關系。表明Ge主要與粉煤灰中的硅鋁玻璃相有關,與含鐵結晶相無關。同時，隨著顆粒度的減小，Ge含量也進一步提高。因此可以先通過磁選和粒度分選使Ge 進一步富集。
西南科技大學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。
工業廢氣與礦物材料：例如，Ca、Mg硅酸鹽可多價螯合CO2 ,處理工業排放的CO2。工業堿性廢棄物(如鋼渣)和城市固體廢棄物的灰渣(其堿性來源于高溫下產生的Ca、Mg氧化物和堿金屬硅酸鹽)，暴露于CO2中，可分別轉變為(Ca，Mg) CO3 和SiO2 ，類似于Ca、Mg硅酸鹽的風化產物。荷蘭能源研究中心的專家因此研究了用工業堿性廢棄物(如鋼渣)和城市固體廢棄物的灰渣吸收工業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的現代化進程
1、礦物材料研發使非金屬礦產資源開發利用層次發生了本質躍遷。
1990年由Gianelis、Mehrotra 提出的插層原位聚合物基有機-無機納米級復合材料的概念，開始了利用聚合物單體插入到具有層狀結構的硅酸鹽粘土中，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。這類技術接著在其它具有層片狀結構的礦物改造中利用。
實際上，具有層狀結構，其層間域有可改造潛能的礦物，都可能進行這類改造。西南科技大學彭同江等研發了聚合物/蛭石納米復合材料，使原來基本用作輕質保溫材料的蛭石，因研究和開發了高強度、高模量、高韌性、高耐熱性、高導電性、對油類或氣體的高阻隔性，以及形態穩定性等優良性能，在航空、汽車、家電、電子、環境保護等行業拓展了應用市場。
2、金剛石的性能和成膜技術突破性進展把昂貴的金剛石擴展為民生應用的高效價值。
一種新的水凈化技術是用金剛石改進電化學水處理方法。一般電化學水處理是利用兩個電極間的電壓使水分子分離，產生自由氫氧根，從而可氧化所有的有機物質，只留下無害的鹽類物質、CO2和水，但耗電量大。用化學氣相沉積方法生產金剛石薄膜電極（圖1），可以不需要電解就能產生自由氫氧根，達到水凈化的目的。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、應用礦物學和礦物材料的應用基礎研究支撐著高新礦物材料產業的發展
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。一個方面是用跨越學科、行業的材料流思維指導的研究和工業礦物、材料價值、環境健康的綜合評估系統；一個方面是不斷深入礦物材料微觀層面的結構、成分、功能和基本微粒表面、界面性能等基因效應的基礎探究成果的開發應用。
西南科技大學董發勤等在環境礦物材料和生物礦物材料領域，進行了下列應用基礎研究與材料開發：確立了材料流的理念，把礦物材料-環境-生態-健康結合起來，采用“來自天然，兼容天然，用于自然，回歸自然”的環境協調材料原則，率先以功能微集料和生態功能基元材料的“基因”、“材料芯片”概念，設計了生態礦物材料的研發思路。從工業材料開發應用角度深入研究材料表面/界面物理規律以及材料物理化學屬性、環境材料屬性、生態材料屬性，實現材料的性能復合、定向改造與功能優化。例如，以帶有天然或人工界面微孔礦物材料，開發具有“呼吸”功能、貯熱功能、水—水蒸汽轉換功能、調整小空間的氣溫、濕度變化和熱輻射等調整微氣候環境的功能材料；利用噪音和電磁輻射均是波形成的污染特征，采用相應孔級級配的礦物表面和表面導電、表面電離、防輻射作用來吸收屏蔽各種電磁波、防氡防輻射，進而消除對聽覺、皮膚、器官的損傷，開發相關的礦物凈化材料；利用天然多孔材料和纖維材料中有強吸附作用、強脫水作用、機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，運用礦物材料光催化、磁化、遠紅外、抗菌等性能，開發微環境改善的材料，建材產品中的緩釋、長效保健功能材料等。他們在2007年已出版了《生態功能基元材料及其復合建材集成技術》。
還研究了礦物（元素）與微生物界面及腔內的相互作用。從天然粉塵中的無機結晶物（或類似物質）、重金屬、放射性核素離子與微生物膜體系/微生物產物體系的生化作用的復雜體系角度，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屆應用礦物學、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、全國礦物科學與工程學術研討會、環境礦物學與礦物物理研討會、核廢物處理與核安全、有色冶金新方法國際研討會上進行了交流。對礦物材料和現代非金屬礦工業的形象和高科技領域的展現做出了積極貢獻。
4、中南大學在“基于資源—材料一體化的功能礦物材料開發與應用”一文中提出功能礦物材料設計一體化開發的概念，認為基于礦物特性的功能礦物材料的開發與設計是礦物材料學科體系和產業化的重要發展方向，指出現代高新技術的發展對材料性能提出了更高的要求，通過物理和化學加工將礦物直接制成功能材料，并用改性、摻雜技術賦予相應的功能，以實現資源—材料的一體化，為傳統礦物加工行業的技術升級和新型功能材料的制備提供了全新的思路。事實表明，功能礦物材料與現代生物技術、納米技術和信息技術融合，形成了新的學科方向和生長點。國內外在功能礦物材料制備技術開發的同時，對機械化學、機械電化學、超微細加工、界面化學、摻雜改性等過程的理論問題進行了深入的探討，建立了一系列理論體系，推動了該領域的迅速發展。
三、對行業發展的建議：抓好兩個端部效應，加強基地和產業集團的發展與人才凝聚
我國非金屬礦工業經歷、并正在經歷著由短鏈產業（非金屬礦產地質、采礦——選礦加工——建材等制品），向長鏈產業（礦產資源——精細加工——初級產品與制品 ——礦物材料工業），再向產業網鏈構建的轉變（由行業協會引導，依托產學研結合、互補的整體優勢，發展現代非金屬礦產業與礦物材料系列，創建跨越業界的礦業與礦物材料產業集團）。
中國資源、能源、環境和經濟發展的實際，要求任何需要資源保障的工業產業網鏈的發展都要高度重視資源源頭的豐度與質量，高度重視牽動性產業的強鍵市場潛力與實力。因此可以認為，精心扶持和積極發展以整合產學研優勢的端部智力實體和創新型國家政策支撐的現代非金屬礦業和礦物材料工業，是非金屬礦工業全行業能否抓住新世紀新機遇期，又好又快發展的關鍵。
資源節約型社會、生產集約化要求、材料科技的發展、創新型國家的思維，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展。例如，
1、設計與結構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視野
北京大學地球和空間科學學院的專家們發表的“天然礦物材料的多孔結構、結構組裝和光催化性能”，提出了礦物結構組裝的概念，并利用礦物孔隙結構（包括粘土與非粘土多孔礦物），促進已有的粘土礦物功能開發的熱區向其它多孔結構礦物的功能開發領域擴展。
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構所產生的吸附性能。北京大學在多孔礦物中進行了功能粒子組裝(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污染物降解材料。此外,在礦物材料中復合小孔、中孔、大孔不同大小的孔結構,實現了不同大小的孔徑組裝,能夠擴大光催化劑TiO2的承載面積,提高吸附性能。經過結構組裝的天然多孔礦物材料，復合了吸附、光催化等性能,在環境治理方面的應用前景廣闊。通過納米微米層次上的結構組裝工程在天然礦物中制造功能空間,制造功能粒子,獲得能夠撲集有機污染物的功能空間。這些新型天然多孔礦物復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，有很好的應用價值。
2、礦物電極性的利用與開發：已有研究者利用電氣石極性晶體的天然電場、輻射遠紅外線、產生負離子性能，開發新型礦物材料，并已在電氣石對種子發芽率、細胞增殖的影響等生物效應，制備電氣石/PE塑料復合薄膜和薄片,電氣石的活化水性能及在水果保鮮中的作用等領域進行了開發研究與利用。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合催化材料。用溶膠一凝膠技術在紫銅網表面成功生長電氣石/TiO2復合薄膜，能夠降低水分子團的直徑，引起有機高分子強烈共振，加速光催化反應速度。
3、開發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實和潛在的巨大商業價值。過去已研究得較為充分的光變色材料主要屬于有機材料。而有機材料容易“疲勞”(光色互變循環次數較少)和不耐高溫。目前已把重點轉向無機材料或無機材料與有機材料相結合的復合材料上,并被廣泛應用。紫方鈉石就是其一。紫方鈉石是一種天然光致變色材料,其變色效應是由于色心所引起,與晶體結構中存在的S22- 離子和鹵素空位有關。
4、稀土復合礦物材料的開發應用發展較快。
稀土礦物資源是制造高性能永磁材料、儲氫材料、發光材料（電致發光、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）等的重要戰略物資。還在性能優異的結構材料，高溫穩定的分子篩型催化劑，高溫超導材料，特種玻璃、精密陶瓷，建材等玻璃和陶瓷顏料，以及農、醫、環保材料等廣泛領域已開發了許多新材料。目前已發現的稀土礦物有250多種。我國是稀土礦物資源大國，儲量、產量均為世界第一。在19個省市、自治區都有稀土礦床。
5、軍工用復合礦物材料有重要價值。
中國科學院的專家在“隱身材料研究開發現狀與礦物材料在其中的應用”一文中指出，紅外隱身技術的基礎是背景的紅外輻射,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行紅外隱身設計。目前，研究者已對98種礦物、34種巖石、19種土壤約200個樣品的光譜發射率、全波長積分發射率和50余種單礦物的光譜發射率曲線進行了測定。并針對日益嚴重的電磁波環境污染等問題,討論了礦物材料在電磁波污染防治、隱身技術和遠紅外吸收制品等方面的應用前景及應注意的問題。
微波介質材料在20世紀60～70年代已有了陶瓷系列和工程塑料系列兩大類產品。由于二者在性能上的不足，80年代以來逐步被有機和無機多相復合材料技術方案所代替。在復合材料中介電功能材料起著十分重要的作用。介質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金屬粉等材料。優質天然金紅石的微波介質指標優于人造金紅石，即使是在相結構和主要成分含量相近時,其介電常數仍相差20 %～30 % ,介電損耗也有變化,這一特點在人工介質材料制備中有重要意義。
微波電熱材料：某些天然產出的鐵氧體材料，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,10s多就可以達到赤熱狀態。這些材料性能穩定,可以反復使用,是良好的微波加熱器發熱體，有良好的市場前景。
6、開發礦物材料原料的空間更廣闊
國內外對大洋中多金屬結核及富鈷結殼在吸附、催化和電化學性能等方面的研究開發成果,在一篇“大洋多金屬結核及富鈷結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核及富鈷結殼作為新型礦物材料的新進展。
大洋多金屬結核和富鈷結殼具有疏松多孔,吸附力和離子交換能力強等性質,國外已研究其用作工業廢水的重金屬吸附和工業廢氣脫硫凈化,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核中四價錳的強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高嶺土及其尾礦制造高活性偏高嶺石、細粒SiO2，并成功用于生產建筑材料。此外，Pogacnik Ljko等開發了用工業礦渣代替石灰巖生產水泥，并減少了水泥中游離鈣含量。
Pogacnik Ljko等開發了用工業礦渣代替石灰巖生產水泥，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研究了發電廠粉煤灰中的Ge含量與粉煤灰的物理、化學性質間的關系。表明Ge主要與粉煤灰中的硅鋁玻璃相有關,與含鐵結晶相無關。同時，隨著顆粒度的減小，Ge含量也進一步提高。因此可以先通過磁選和粒度分選使Ge 進一步富集。
西南科技大學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。
工業廢氣與礦物材料：例如，Ca、Mg硅酸鹽可多價螯合CO2 ,處理工業排放的CO2。工業堿性廢棄物(如鋼渣)和城市固體廢棄物的灰渣(其堿性來源于高溫下產生的Ca、Mg氧化物和堿金屬硅酸鹽)，暴露于CO2中，可分別轉變為(Ca，Mg) CO3 和SiO2 ，類似于Ca、Mg硅酸鹽的風化產物。荷蘭能源研究中心的專家因此研究了用工業堿性廢棄物(如鋼渣)和城市固體廢棄物的灰渣吸收工業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的現代化進程
1、礦物材料研發使非金屬礦產資源開發利用層次發生了本質躍遷。
1990年由Gianelis、Mehrotra 提出的插層原位聚合物基有機-無機納米級復合材料的概念，開始了利用聚合物單體插入到具有層狀結構的硅酸鹽粘土中，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。這類技術接著在其它具有層片狀結構的礦物改造中利用。
實際上，具有層狀結構，其層間域有可改造潛能的礦物，都可能進行這類改造。西南科技大學彭同江等研發了聚合物/蛭石納米復合材料，使原來基本用作輕質保溫材料的蛭石，因研究和開發了高強度、高模量、高韌性、高耐熱性、高導電性、對油類或氣體的高阻隔性，以及形態穩定性等優良性能，在航空、汽車、家電、電子、環境保護等行業拓展了應用市場。
2、金剛石的性能和成膜技術突破性進展把昂貴的金剛石擴展為民生應用的高效價值。
一種新的水凈化技術是用金剛石改進電化學水處理方法。一般電化學水處理是利用兩個電極間的電壓使水分子分離，產生自由氫氧根，從而可氧化所有的有機物質，只留下無害的鹽類物質、CO2和水，但耗電量大。用化學氣相沉積方法生產金剛石薄膜電極（圖1），可以不需要電解就能產生自由氫氧根，達到水凈化的目的。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、應用礦物學和礦物材料的應用基礎研究支撐著高新礦物材料產業的發展
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。一個方面是用跨越學科、行業的材料流思維指導的研究和工業礦物、材料價值、環境健康的綜合評估系統；一個方面是不斷深入礦物材料微觀層面的結構、成分、功能和基本微粒表面、界面性能等基因效應的基礎探究成果的開發應用。
西南科技大學董發勤等在環境礦物材料和生物礦物材料領域，進行了下列應用基礎研究與材料開發：確立了材料流的理念，把礦物材料-環境-生態-健康結合起來，采用“來自天然，兼容天然，用于自然，回歸自然”的環境協調材料原則，率先以功能微集料和生態功能基元材料的“基因”、“材料芯片”概念，設計了生態礦物材料的研發思路。從工業材料開發應用角度深入研究材料表面/界面物理規律以及材料物理化學屬性、環境材料屬性、生態材料屬性，實現材料的性能復合、定向改造與功能優化。例如，以帶有天然或人工界面微孔礦物材料，開發具有“呼吸”功能、貯熱功能、水—水蒸汽轉換功能、調整小空間的氣溫、濕度變化和熱輻射等調整微氣候環境的功能材料；利用噪音和電磁輻射均是波形成的污染特征，采用相應孔級級配的礦物表面和表面導電、表面電離、防輻射作用來吸收屏蔽各種電磁波、防氡防輻射，進而消除對聽覺、皮膚、器官的損傷，開發相關的礦物凈化材料；利用天然多孔材料和纖維材料中有強吸附作用、強脫水作用、機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，運用礦物材料光催化、磁化、遠紅外、抗菌等性能，開發微環境改善的材料，建材產品中的緩釋、長效保健功能材料等。他們在2007年已出版了《生態功能基元材料及其復合建材集成技術》。
還研究了礦物（元素）與微生物界面及腔內的相互作用。從天然粉塵中的無機結晶物（或類似物質）、重金屬、放射性核素離子與微生物膜體系/微生物產物體系的生化作用的復雜體系角度，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屆應用礦物學、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、全國礦物科學與工程學術研討會、環境礦物學與礦物物理研討會、核廢物處理與核安全、有色冶金新方法國際研討會上進行了交流。對礦物材料和現代非金屬礦工業的形象和高科技領域的展現做出了積極貢獻。
4、中南大學在“基于資源—材料一體化的功能礦物材料開發與應用”一文中提出功能礦物材料設計一體化開發的概念，認為基于礦物特性的功能礦物材料的開發與設計是礦物材料學科體系和產業化的重要發展方向，指出現代高新技術的發展對材料性能提出了更高的要求，通過物理和化學加工將礦物直接制成功能材料，并用改性、摻雜技術賦予相應的功能，以實現資源—材料的一體化，為傳統礦物加工行業的技術升級和新型功能材料的制備提供了全新的思路。事實表明，功能礦物材料與現代生物技術、納米技術和信息技術融合，形成了新的學科方向和生長點。國內外在功能礦物材料制備技術開發的同時，對機械化學、機械電化學、超微細加工、界面化學、摻雜改性等過程的理論問題進行了深入的探討，建立了一系列理論體系，推動了該領域的迅速發展。
三、對行業發展的建議：抓好兩個端部效應，加強基地和產業集團的發展與人才凝聚
我國非金屬礦工業經歷、并正在經歷著由短鏈產業（非金屬礦產地質、采礦——選礦加工——建材等制品），向長鏈產業（礦產資源——精細加工——初級產品與制品 ——礦物材料工業），再向產業網鏈構建的轉變（由行業協會引導，依托產學研結合、互補的整體優勢，發展現代非金屬礦產業與礦物材料系列，創建跨越業界的礦業與礦物材料產業集團）。
中國資源、能源、環境和經濟發展的實際，要求任何需要資源保障的工業產業網鏈的發展都要高度重視資源源頭的豐度與質量，高度重視牽動性產業的強鍵市場潛力與實力。因此可以認為，精心扶持和積極發展以整合產學研優勢的端部智力實體和創新型國家政策支撐的現代非金屬礦業和礦物材料工業，是非金屬礦工業全行業能否抓住新世紀新機遇期，又好又快發展的關鍵。
