全息光波导可以实现设备的轻薄化，是实现高性能增 强现实（AR）显示器的首选光学方案，其核心是一组反射式透明 体全息光栅（VHG）。光致聚合物具有感光灵敏、分辨率高、透光 性好等优势，是制备 VHG 的最佳记录介质。但目前仅德国科思创 有相关聚合物膜产品，国内缺乏性能相当的高端材料。 理化所在全息光致聚合物领域有长期的研究积累，近年来深入开 展了光致聚合物材料的研究，包括高折射率单体、低折射率成膜 树脂、红绿蓝光敏剂等，建立了完善的材料全息性能评价方法， 通过快速迭代结合光学方案的创新和优化，目前已获得阶段性进 展，用具有完全自主知识产权的材料制备出了高性能的透射式和 反射式全息光栅并实现了光波导的原理性验证，蓝绿光敏材料可 媲美科思创公司的 Bayfol HX 系列产品，所制备的光栅折射率调 制度达到 0.046，衍射效率达到 95.16％，并且在 400 nm800 nm 波段的透光率为 96.62％，所制备的光波导样品性能已接近实用。 正在与光学团队合作开发相关近眼显示和抬头显示产品。
近年来，氢能源的储运技术成为限制其快速发展的瓶 颈。由于氢气具有密度低，易燃易爆的特点，高压气态储氢质量 密度低，化学储氢效率低、成本高，液氢储运虽然密度高，但是 能耗也高，由于液氢的温度低至 20K 且极易蒸发，故需高效绝热 材料进行隔热保护。空心玻璃微球是一种较好的低温绝热粉体， 相比于目前大量使用的珠光砂，空心玻璃微球具有更低的热导率， 制作的液氢储罐具有更好的绝热性能，且能克服珠光砂在吸潮时 结块的缺点，大大降低液氢储罐的维护成本，延长使用寿命。20 世纪初，NASA 将空心玻璃微珠代替珠光砂进行了液氢储罐的研 究，液氢的蒸发量降低了 34%-44%。而我国对于 HGM 的低温绝热 性能研究起步较晚，鉴于国内绿色能源——氢能源的蓬勃发展， 液氢的大规模储罐研制势在必行，用空心玻璃微珠作为地面大型 液氢储罐的绝热材料能提高绝热性能，降低维护成本，具有较好 的应用前景和经济效益。
用于能量转换和传输的绝缘栅双极晶体管又称“IGBT ”电力电子功率器件广泛应用与在我国以高铁、水电站等 “新基建”七大领域中。随着其功率的不断提升 ，接近万瓦级，其热管理需求日益迫切。目前万瓦 级高功率模块散热器在全球市场上，美国、日本、台湾的企业在主流地位，技术分析表明，是否在其表面采用基于高发射率涂层的辐射冷却技术，是国产高功率散热器与国外产品的关键技术差异之一。本项目针对我国“新基建”领域中绝缘栅双极型晶体管（IGBT）在高集成度和高功率密度条件下的热管理难题，提出了一种创新的热管散热器表面涂层解决方案。通过在高功 IGBT 模块热管散热器表面涂覆高发射率涂层，强化辐射散热，并结合热管的高导热性，实现 IGBT 模块的热量通过热管导通到铝合金散热表面，通过辐射散热快速传输到外部环境中，最终实现 IGBT 换热效能提升率在 20%以上。 本项目研发的新型辐射冷却散热器已经在特高压输电、大马力动力机车以及乌东德水电站等重大工程上实现应用，为我国高功率电力电子器件热管理提供了基于辐射冷却的新途径。
传统 金属有机化学气相沉积（MO-CVD）与分子束外延（MBE）是 在价格昂贵的蓝宝石或 SiC 衬底上沉积 GaN 和 Ga2O3，设备和材 料成本高，沉积工艺繁杂。另外，上述工艺沉积温度高，对衬底 材质有一定要求，不适用于低成本 Si 衬底，也在一定程度上制 约了规模化应用。随着新能源车、智能电网和 6G 通信对高能效 器件的需求激增，开发低成本快速制备技术已成为全球半导体产 业的核心焦点。 与 MOCVD 和 MBE 相比，磁控溅射沉积技术的设备和生产 成本显著降低，另外，沉积温度较低适合在热敏感基材上制备 GaN、Ga2O3 薄膜，避免了高温对基材的损害。但是目前广泛采 用的 Ga2O3、GaN 等固体靶材普遍存在成分易偏析，制备工艺复 杂，靶材利用率低，能耗高等问题。 本项目采用具有液体存储功能、单一均相结构的高纯液态金属靶 材，靶材可多次重复使用，液体靶材的成本仅为固体靶材 1%左 右，液体靶材解决了溅射膜层偏析问题，保证膜层中元素分布均 匀性，通过控制溅射气氛和溅射条件，实现了从金属涂层、GaN 到 Ga2O3多种高质量镓基功能薄膜材料低成本快速制备，特别是 GaN 薄膜
高温超导技术是未来高技术更新换代和新兴产业发展的重要基础。第二代高温超导带材具有高超导转变温度、高载流能力以及高不可逆场，在可控核聚变、超导电力等强磁、强电领域有着巨大的应用前景。高温超导带材结构中，超导层是陶瓷脆性材料，力学性能较差，需要金属基带作为涂层导体的载体。目前，高温超导基带材料全部依赖进口且价格昂贵，本项目研制的高温超导基带材料预期替代进口高温合金基带，大大降低成本，进而促进我国超导相关产业的发展。
低温绝缘材料聚焦特殊使役环境应用要求，如低温（液氦温度-269℃）、强磁场（＞10T）、强电场（＞30kV）、射线辐照（中子、伽马射线）等，通过自主研发和技术创新，开发出具有耐低温、高强度、高韧性、耐高压、耐高能辐照等特性的多系列特种树脂基材料，广泛应用于 MRI 磁体、聚变超导磁体、航天运载器、超临界储氢罐、轻量化复合材料、高压电气绝缘等重要领域。与国外竞品相比，性能优异，无毒无害，技术壁垒高，全国产化。