作为增强材料是研究晶须的最初和最主要的目的，目前开发出来的晶须多数是利用其完整结构所带来的高强度和高模量，来增强高分子、金属和陶瓷材料。其立体的晶型结构分散在基体中起骨架作用，独特的三维空间结构使其与基体的抓着力更大，增强效果更显著，使抗拉强度明显增加，而且横向和纵向抗拉强度数值基本相同，各向同性地加强基体材料的机械性能，显著地改善基体强度和加工性能。因此用ZnOw作增强材料，在金属、高分子复合材料中有广泛的应用前景。

对ZnOw/NR复合材料的实验研究表明，表面改性后的ZnOw对NR具有显著的增强和抗老化作用，其增强效果沿橡胶混炼剪切方向与垂直剪切方向几乎相同。表1是在橡胶中加入ZnOw后复合材料在互相垂直的两个方向上的力学强度。可以看出，ZnOw改性橡胶复合材料具有各向同性的增强效果。将ZnOw用作泡沫硅橡胶增强体，不仅提高补强效果，还能明显提高硅橡胶的压缩应力-应变性能、应力松弛性能、压缩回弹性能。

表1 T-ZnOw对橡胶拉伸强度的影响

界面问题一直是复合材料中最被关注的问题之一。晶须与基体界面结合状态良好与否直接关系到复合材料整体性能。一般采用有机硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂预先对晶须进行处理，或者直接将偶联剂加入到混料体系中，改善界面状态，使晶须与材料形成牢固的界面粘合。将钛酸钾晶须分散到A90氯丁橡胶中，发现晶须能显著提高橡胶复合材料的耐溶剂性能，且晶须的表面处理与否对材料的撕裂强度影响较大。当晶须含量为15%(wt)时，未表面处理的晶须使橡胶复合材料的撕裂强度从每毫米84.9N下降到78N，经KH550偶联剂处理过的晶须使复合材料的撕裂强度升至每毫米101.2N。

用晶须增强复合材料时，晶须的长径比对复合材料性能的影响至关重要，因此在制备晶须增强复合材料时，既要使晶须在基体中尽量均匀分布，又要尽可能减少晶须的损伤，才能制得性能优良的复合材料。因此如何使晶须少受损伤或免受损伤是一个非常重要的问题。有研究表明，在用双螺杆挤出造粒时，晶须进料位置由喂料口改为第一排气口，可明显减少晶须的损伤，螺杆组合方式、料筒温度及螺杆转速对晶须的损伤也有不同程度的影响。

有研究表明，高分子材料即使在很低的滑动速度下，摩擦过程中材料表面的温度也超过于100℃。在这样高的温度和表面摩擦张力、加载压力作用下，裂纹一旦产生就会立即扩展，当裂纹与裂纹相遇时，就产生了表面剥离和脱落，形成磨屑。与大多数高分子材料相比，ZnOw具有很好的耐热和导热性能，在橡胶中加入ZnOw，可较好地分散因摩擦、磨损而产生的热量，使胶料在磨损过程中表面温度不至于上升得太高，降低胶料的磨耗量，同时提高强度。日本专利报道，将ZnOw加入自行车刹车片材料中，其雨天刹车距离由常规的9.6m缩短为3.2m。

表3 ZnOw与天然橡胶复合材料的耐磨性能

表4 胎面胶/ZnOw复合材料耐磨性能

有研究表明，在轿车子午线轮胎胎面胶中加入3份左右ZnOw，可使硫化胶的磨耗量减小约23%，将145SR12LT规格的样胎于100%负荷下运行110h后，胎面尚完好。

实验表明，随着ZnOw用量的增大，硫化胶的阿克隆磨耗量减小;当ZnOw用量为3份左右时，磨耗量减小约23%;继续增大ZnOw用量，磨耗量反而增大。这是因为ZnOw的用量过大，分散较困难，使剪切力增大，断裂增多，胶料的综合性能发挥不充分。

通过对ZnOw/NR-SBR-BR复合材料的耐磨性能的研究发现，经偶联剂表面处理的ZnOw对提高橡胶材料的耐磨性能有良好的效果。在轮胎胎面胶中加入3份标准配方的ZnOw对轮胎进行改性，不仅可以改善橡胶和轮胎的耐磨性能，而且可以提高轮胎的高速安全性和耐久性。有研究者在此基础上，对复合材料受磨表面和截面的微观形貌进行了研究，发现NR-SBR-BR三元复合橡胶及其含ZnOw的复合材料表面磨痕具有典型的分形特征，复合材料中ZnOw含量增加，其分形维数值呈下降趋势，表明其磨损表面的粗糙度随ZnOw含量增加而下降。由此他们提出可以用橡胶材料表面分形维数值的大小来判断磨损程度。

高分子材料因其独特的绝缘性，给材料的使用带来了负面效应，即静电问题。橡胶类材料长时间受磨后表面会产生静电现象，大量积聚的静电荷使空气中的氧变成反应活性更高的臭氧，加速受磨表面材料的氧化破坏。ZnOw本身是N型半导体，且具有四脚状三维结构，因此将其分散在基体中时邻接各针状部位相互搭接形成导电通路，从而高效地赋予材料抗静电性能。添加ZnOw的橡胶复合材料借助ZnOw的立体网络等导电方式可以及时分散摩擦过程中产生的静电荷，避免或减少臭氧的产生及其对材料的破坏作用。如添加15%ZnOw的丁腈橡胶，其表面电阻和体积电阻分别比添加50%明胶体系的表面电阻、体积电阻小一个数量级左右，完全可满足抗静电橡胶的指标要求。采用ZnO作为抗静电添加剂，具有添加量少、效果稳定持久、各向同性和颜色可调的优点，在抗静电高分子复合材料领域中具有诱人的应用前景。 国外在利用ZnOw制作高分子导电材料方面，存在的问题主要是ZnOw在基体中分散不均，不利于导电网络的形成，而且对相关的工艺参数也研究得不细。国内有研究者以四针状氧化锌晶须为填料，以聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯为基体，以水和甲苯为溶剂，进而制得了分散更加均匀、导电性能更好、表面更加平滑的导电膜。该复合材料的体积电阻率由树脂本身的1014-1015Ω·cm降到了105-107Ω·cm，适合用作抗静电材料。此外，对影响产品性能的重要工艺参数也进行了必要的测试和分析。

有研究者利用自制的ZnOw制备了橡胶基抗静电复合材料，发现当ZnOw的填充量为20%时，复合材料表面电阻率达到1.7×1010Ω。他们还研究了ZnOw的抗静电机理及聚氯乙烯/ZnOw抗静电复合材料的性能，当ZnOw含量仅为5%时，复合材料的表面电阻率就可达到1×1010Ω以下，可以满足一般抗静电性的需要。

对T-ZnOw增强环氧树脂复合材料的抗静电性研究表明，具有半导体性的T-ZnOw在复合材料中，相互搭接形成导电通路，以价带传导方式传导电荷而起抗静电作用，加入体积分数为5%的T-ZnOw，就可使其复合材料的体积电阻率下降3个数量级，而加入量达30%时，已接近T-ZnOw压实后的电阻率(104-108Ω·cm)。

目前已得到广泛使用的抗菌剂为无机抗菌剂，无机离子抗菌剂大多采用物理吸附离子交换的方法，将银、铜、锌等金属离子负载 于多孔材料表面，利用金属离子的抗菌能力，通过多孔材料的缓释作用达到长效抑菌的目的，现有无机抗菌剂主要以银和锌离子以及 一些纳米材料为主(纳米二氧化钛)，其中以银离子的抗菌效果最好，但银离子类抗菌剂在使用过程中易变色的难题无法得到有效的解决;纳米类抗菌剂需要在紫外线的催化下才能激活，同时普通纳米材料的分散问题又是纳米类抗菌剂难以解决的难题。成都交大晶宇科技有限公司在国家863 等多项国家重点项目资助下，利用西南交通大学的科研力量,研制的四针状氧化锌晶须复合抗菌剂，其独特的抗菌机理和稳定的物理 特性，有效的克服了上述材料存在的不足，能赋予制品长期、高效、广谱的抗菌效果，在抗菌材料领域处于领先地位。