天津理工大学功能晶体研究院的副院长徐永宽向记者演示晶体实验设备。
张立摄 天津理工大学功能晶体研究院内，色彩斑斓、熠熠生辉的功能晶体引人注目。吴以成院士领衔，联合山东大学晶体材料研究所、中国工程物理研究院激光聚变研究中心等单位共建的“晶体材料全国重点实验室”坐落于此。国家重大工程与未来产业的战略材料，就在这里从原子开始，一寸寸培育而成。
“实验室里的炉子，我们戏称为‘炼丹炉’。现在温度超过2000摄氏度，控制精度达到±0.1摄氏度。”徐永宽指着电子显示屏，观察炉底一枚籽晶的缓慢转动。他和团队成员每天巡视多次，紧盯温度、数据分析、监测波动。晶体每天仅增厚5毫米，肉眼几乎难辨变化。
“仅靠肉眼观察不足够，炉内高温且完全封闭，如同一个‘黑匣子’。”徐永宽说，他们为这个‘黑匣子’装上‘透视眼’——借助计算机仿真重现晶体生长全阶段，让物理机制一目了然；建立‘虚拟实验室’，使晶体缺陷得以精准控制。
“这个晶体质量还可以！”徐永宽指着实验台上刚出炉的翠绿晶体对记者说，这种大尺寸激光晶体至少生长两个月，用于大尺寸叠片激光器、医用手术设备以及国家重大工程项目。
最让徐永宽引以为傲的，是团队在磷化铟和碳化硅等半导体晶体制备技术上的突破。磷化铟晶体是高速光模块核心芯片衬底，直接影响AI（人工智能）数据中心和5G/6G通信传输速率；碳化硅晶体则是光波导用AR（增强现实）眼镜和AI芯片先进封装的关键。
“这两种晶体材料虽已实现商业化，但其生产效率和成品率仍不高，成本居高不下，难以满足迅猛增长的产业需求。”徐永宽指出，经过数年攻关，团队研发出全新晶体生长方法，能使磷化铟成品率从行业当前10%提升至50%以上。
在国家、天津市科研基金和产学研资金支持下，团队在半导体单晶材料领域取得关键进展，完成大尺寸光学级碳化硅单晶和新型VB法（坩埚下降法）磷化铟单晶实验室小试，即将在天津理工大学与滨海高新区共建的“功能晶体材料成果产业化基地”实现产业化。
从实验室走向产业界，天津理工大学的科技创新布局不止于此。
海洋能源学院一走廊里，陈列着学生制作的海上综合能源岛模型。“大风车”装置用于海上捕风发电，波浪能发电装备捕捉海浪势能，光伏板随波浪起伏，智能系泊调节系统确保稳定。
“这是学生创新项目的成果，也是学校以科技创新培育海洋新质生产力的缩影。”海洋能源学院党委书记姚烨介绍，学校正联合天津、海南、深圳等地展开海上综合能源岛规划研究及示范项目，推动从理论研究、技术攻关到工程示范和产业应用，计划在“十五五”期间将技术路线变为现实。
海洋能源学院院长高喜峰说明，海上综合能源岛融合风电、光伏、波浪能、潮流能，实现全天候绿色电力生产；通过多能智慧微网和氢氨醇油转化技术，将绿电转化为零碳燃料，作为远洋航运补给站；融合智能算力中心，叠加渔、牧、旅产业生态，形成“能源—数据—绿电化工—交通”全产业链闭环。
创新不止步，报国不停歇。近年来，天津理工大学聚焦人才培养与成果转化，深度融合现代科技与思政教育，实现知识传授向价值塑造的跨越。校长陈胜勇强调，学校将持续深化“政产学研用”协同创新，使科研攻关与立德树人同频共振，培养更多跨学科复合型人才。
