天津理工大学功能晶体研究院副院长徐永宽向记者介绍晶体实验设备。 摄影：张立

种粮食很普遍，但“种水晶”听来新奇？在天津理工大学功能晶体研究院里，吴以成院士领衔的“晶体材料全国重点实验室”——这个与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联合建立的机构——陈列着五彩缤纷、闪耀着光芒的功能晶体，格外引人注目。关乎国家重大工程与未来发展的重要材料，正在这里从原子级别开始，一寸寸被精心培育出来。

“这些炉子，我们都戏称为‘炼丹炉’，里面温度已超2000摄氏度，精准控制到±0.1摄氏度。”徐永宽副院长通过电子显示屏，注视着炉底一枚细小籽晶的缓慢转动。他和团队每天反复巡视，紧盯温度变化、核对数据、查验有无波动。晶体每天仅长高五毫米，用眼睛几乎难发现变化。

“光用眼睛看不行，炉子高温密闭，是个看不见的‘黑匣子’。”徐永宽坦言，他们给这个“黑匣子”装上“透视眼”——借助计算机仿真还原晶体生长全过程，让物理机制变得透明；搭建“虚拟实验室”，让原本不可控的缺陷变得精准可控。

“瞧这晶体，品质尚可！”徐永宽指着实验台上一根翠绿的巨大晶体对记者说，这种大尺寸激光晶体需至少两个月生长周期，主要用在激光器、医疗器械及国家重大工程。

最让徐永宽引以为傲的，是团队在磷化铟和碳化硅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衬底，直接决定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眼镜和人工智能芯片先进封装的关键。

“虽然两种晶体已商业化，但目前生产效率和成品率都不高，成本居高不下，难以跟上产业需求。”徐永宽表示，经过多年攻关，团队创新出晶体生长方法，能使磷化铟成品率从行业10%提升至50%以上。

在多项国家、天津市科研基金与产学研资金支持下，团队在半导体单晶材料领域取得显著进展，完成大尺寸光学级碳化硅单晶和新型VB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”转化落地。

从实验室走向产业前沿，天津理工大学的创新布局不止于此。在天津理工大学海洋能源学院某走廊，摆放着学生设计制作的海上综合能源岛模型。岛上设有海上风力发电设备、波浪能捕捉装置、随波浪浮动的光伏板以及智能调控的系泊系统。

“这是学生创新实践的成果，也是学校以科技创新培育海洋新质生产力的生动实例。”海洋能源学院党委书记姚烨介绍，学校正牵头组织天津、海南、深圳等多地海上综合能源岛规划研究与示范，推动从理论研究、技术攻关到工程示范和产业延伸，预计在“十五五”期间实现技术路线图。

海洋能源学院院长高喜峰讲解，海上综合能源岛集风、光、波浪、潮流能于一体，可全天候绿色发电；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，供远洋航行使用；同时融合智能计算中心，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。

创新不停歇，报国新征程。近年来，天津理工大学聚焦人才培养与成果转化，将科技发展与思政教育融合，实现从知识传授到价值引领的跨越。校长陈胜勇表示，学校将持续深化“政产学研用”协同创新，让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。