生产传统水泥基建材在高温焙烧过程中往往需消耗大 量能量并产生巨额碳排放量。因此，为在建筑领域内有效降低碳 排放量，急需发展新型低碳建筑材料。然而目前在常温、常压低 能耗条件下实现沙粒等各类固体颗粒的牢固粘结，构筑可实际应 用的低碳建筑材料仍具有挑战性。 近年来，理化所仿生中心研究团队受自然界中沙塔蠕虫、白蚁等 生物所构筑的巢穴启发，指导设计固体颗粒间界面粘附机制，在 常温、常压条件下粘结沙粒、矿渣等各类固体颗粒制备了一系列 力学性能优异的仿生低碳新型建筑材料。该材料的抗压缩强度可 在 10 MPa – 100 MPa 范围内调控，能够达到绝大多数混凝土建 筑材料强度要求标准。该仿生低碳新型建筑材料具有优异的抗老 化性能、防水性能、独特的可循环利用性能，并可实现快速规模 化制备。同时，该仿生低碳新型建筑材料可由沙漠沙、尾矿渣、 煤矸石渣、混凝土渣等多种固体颗粒所制备，因此，这一研究项 目可为发展新型低碳建筑材料提供创新性思路，并在未来低碳建 筑、沙漠治理、工业废渣处理等领域中均具有较好应用前景。
本项目聚焦于凹版印刷制版领域，研发的红外激光胶 专为高精度制版需求设计，核心技术对标国际领先品牌的同类产 品，旨在为印刷行业提供高性能、环保的国产化解决方案。 应用场景包括，高端包装印刷：适用于食品、化妆品、药品 等领域的塑料薄膜、铝箔及复合材料制版，可实现高精度图案与 防伪标识的同步印刷，满足食品级安全标准。防伪印刷：支持个 性化网点形状编辑（如方形、六边形等），可生成加密网穴结构， 广泛应用于货币、证券、票据等对安全性要求极高的印刷场景， 图文边缘清晰度达 0.03mm 级。柔性材料印刷：适配纺织品、不 干胶标签等柔性承印物。 性能突破：对比机械刀雕制版，降低了能耗，提升了效率； 对比 1064nm 的黑胶，提升了精度。 制版效率提升：自干型配方在室温下 0.5-1 小时即可固化，无 需额外烘干设备，涂胶后可直接进入激光雕刻流程。 雕刻精度领先：配合红外激光雕刻机，可实现高分辨率，网穴边 缘粗糙度≤0.1μm，文字线条清晰度达 5μm 级，有效解决传统 电雕版文字发毛、边缘虚化问题。
本项目针对高速数码印刷机搭载的四色水性墨水。数 码印刷与传统印刷相比，具有支持个性化定制与可变数据印刷， 无需制版即可实现小批量快速生产，显著缩短打样周期并降低短 版印刷成本，支持多材质适应性，从纸张、塑料到纺织品等柔性 承印物均可兼容等优势。 在数码印刷的核心耗材体系中，墨水性能直接决定印刷品质。当 前主流墨水类型包括水性、溶剂型和 UV 固化三种。其中，水性 喷墨墨水以水为主要溶剂，通过纳米级分散工艺与功能性助剂复 配，成为绿色印刷趋势下的优选方案。其核心优势显著：环保。 不含挥发性有机化合物（VOCs），符合欧盟 REACH 法规及国内绿 色印刷标准，生产与使用过程无刺激性气味，从核心耗材源头降 低印刷领域的 VOC 排放；颜料型墨水经特殊工艺处理后，干燥速 度快且防水耐光，耐候性可达 3-5 年不褪色；此外，水性墨水 与数码印刷设备的兼容性极强，支持按需供墨模式，材料利用率 提升至 95% 以上，显著降低生产损耗，为包装印刷、广告喷绘、 个性化文创等领域提供高效、环保、经济的一站式解决方案。
CLBO 晶体是一种新兴的具有优良深紫外非线性特性 的晶体材料，在紫外波段具有优异的非线性光学性质，非常适合 用来产生 266nm 和 193nm 的激光。主要应用于半导体检测、生物 医学等领域。大口径的 CLBO 晶体器件还可用于我国的大科学装 置 OPCPA 超短超强激光系统,推动相关激光技术发展。 目前，晶体中心研发出抗潮解 CLBO 晶体生长工艺及无水加 工工艺，进行了 266nm 连续波激光输出实验，激光功率达到了 1.378W，稳定输出超过 1000 个小时，完全满足实用化需求。大 尺寸 CLBO 晶体正在加速研制中，2024 年已成功生长出 852 克的 CLBO 晶体，获取了 30mm×30mm×3.7mm 尺寸的无缺陷晶体器件， 已交付用户进行激光实验。 后续研究工作重点是进一步降低晶体吸收系数，提高晶体损伤阈 值，实现 10 瓦级 266nm 和 40W 级 355nm 激光输出，以及进行相 关的工程化研究。
微波驱动的化学催化过程为化学反应提供了一种独特 的、选择性的非平衡态反应系统，近年来受到广泛关注和研究。 相较传统加热方法，微波可诱导离子的振动运动和分子的旋转运 动，并可增加单个原子和分子的动能，最终在原子尺度上产生温 度梯度。得益于该种选择性、快速加热和非平衡场特性，微波能 量能够实现向特定催化位点的定向传输，强化期望的反应路径并 弱化副反应的发生，增强目标产物选择性，有利于促进绿色化学 工业的发展。而这种高效的微波反应系统无法通过基于加热介质 （例如蒸汽和电加热器）界面传热的传统加热方法实现。同时微 波独特的加热方式可充分保障加热效率，热能利用高，无接触污 染，设备占地小，可显著降低能量消耗，具有节能、环保和高效 优势。 重点围绕微波驱动催化，分别开展废旧聚烯烃/聚酯塑料化学回 收、工业废盐资源化开发、农林废弃生物质化学回收和乙醇转化 制乙烯等研究工作，最近几年均取得显著进展，形成从理论创新 到关键核心技术突破直至产品应用。在 Nature Communications, Advanced Material 等国际学术期刊上发表论文 9 篇，申请中国发 明专利 14 项。