在光学与光子学领域，可持续发展已成为核心议题。德国弗劳恩霍夫激光技术研究所（ILT）参与了一项名为ReSoURCE的欧洲研究项目，联合九家企业与机构，致力于开发耐火材料的可持续回收方案。该项目中，德国合作伙伴主要提供关键的激光技术专长。
耐火材料需承受超过1500°C的高温，是玻璃、陶瓷、有色金属及钢铁等工业熔炉不可或缺的关键部件。其使用寿命从数天到数年不等，导致全球每年产生约3200万吨废旧耐火材料，但回收率极低。由于生产这些材料需从碳酸盐原料中去除二氧化碳，且欧洲主要依赖进口原料，传统生产方式造成了巨大的碳排放。
“耐火材料需根据客户需求**定制，”RHI Magnesita的项目协调人Alexander Leitner指出。不同应用场景决定了材料成分的复杂性，因此回收前必须进行精准分类。项目核心在于开发一套自动分拣系统，利用来自亚琛弗劳恩霍夫ILT衍生企业LSA的激光单元，在传送带上非接触式识别废旧材料的成分。
弗劳恩霍夫ILT材料分析组组长Cord Fricke-Begemann博士表示：“我们已将金属废料在线分析技术成功迁移至耐火材料领域。通过多元素分析，我们能精准识别多种合金成分。”研究团队预计，借助最新分析技术与先进软件，可将行业回收率从目前的7%大幅提升至90%，从而每年减少欧洲高达80万吨的二氧化碳排放。
与此同时，位于德累斯顿的弗劳恩霍夫材料与光束技术研究所（IWS）也取得了突破。该团队开发了一种在水下利用激光高效切割金属的新方法。研究人员采用短波长绿光激光，不仅能在深水中切割钢材，还利用水压将熔融金属排出，从而省去了传统切割所需的气体管道和能量损耗。目前该技术在实验室已成功验证。
虽然激光切割金属并非新创，但传统方式多在干燥环境下进行，且多使用红外或长波激光。IWS工程师利用的高功率绿光激光波长更短，未来甚至可能发展出蓝激光技术，利用海水作为切割介质替代干燥环境中的切割气体，这将彻底改变水下作业模式。该创新工艺将于2023年9月在德国埃森焊接与切割展上正式亮相。
对于中国制造业而言，随着“双碳”目标的推进，此类利用激光技术实现工业固废高值化回收及绿色加工的创新方案，为国内钢铁、建材及高端制造行业的绿色转型提供了极具参考价值的技术路径。