處理萬姚啟聖的事情，朱顯波又開始鑽研起火起來。火炮的發展應該說比較順利，而且和西班牙人、荷蘭人交手之後繳獲了不少戰利品，大部分都送到了科技部去研究。但朱顯波知道一個艦隊的載員是非常有限的，而印度、波斯已經非洲等地區人口稠密。如果不加強單兵戰斗力，取勝容易佔領難。
經過查詢資料，再和徐光啟等人反復討論認為應該將火藥單體化，這樣戰斗人員取出來直接裝進槍管里就行了，不但提高了裝填速度速度，還不容易出錯。要知道在戰場上出手快十分之一秒就有可能決定一個人的兩種不同命運。何況這裝填火藥不是一秒兩秒能夠完成的。朱顯波第一個想到當然是雷汞，可惜還麼人發明，只能從紙質彈殼開始了。
經過試驗，發現現在所用的紙包在燃燒後剩下的殘留物太多，容易引起引火孔的堵塞。因此，徐光啟在全國各地發出了公告︰懸賞一種易燃，且燃燒後殘留物較少的材料。高額的賞金讓大明各地城內外一時間煙火四起，大家沒事兒都會將眼前的東西弄一點兒來燒一下，看看能不能踫運氣找到一種符合朝廷要求的材料。
經過五幾個月的懸賞，據說還造成了一些小火災，終于有紡織廠的一名工匠找到了一種亞麻，這種亞麻是用來織布的。因為近幾個月來很多人都經常找東西來燒，然後去懸賞組提交，所以大家也大概知道了殘留物多少的概念。徐光啟也連忙向朱顯波匯報材料的事情。
「皇上，這名工匠某天將坊里打掃出來的一團亞麻燒了燒，發現最後剩下的殘留物比自己以前見過的燃燒殘留物都少，就試著向懸賞處提交了一下。不過他也沒太在意，因為據說幾個月來已經有很多人向懸賞處提交了自己找的材料，但是只有少數人得到了少量的獎金，還沒有人得到全額的獎勵。」
「這樣的人一定要如實重獎。這樣才能鼓勵全民參與科研。另外也要加緊實驗他提供的這種材料。
「是，微臣馬上去落實獎勵發放和材料驗證的事情。」
研究組試驗了後發現亞麻的燃燒殘留物比例比目前其它材料要小得多，也就向徐光啟進行了報告。最後徐光啟拍板，選用了這種材料進行試驗。
不過，研究組發現亞麻布太軟，不能固形。而軟包的火藥雖然對裝填速度有所提高，但還是不理想︰經常會出現因亞麻布擠成一團，使得彈丸很難被壓進槍管，或者擠破亞麻布造成火藥漏出的情況。在這種時候，裝填速度甚至還會慢過以前的方法。
當然辦法總比困難多，何況這幫的老板是朱顯波，頭頭是徐光啟。後來，工匠們將其磨成漿制成了紙，終于解決了這個問題。這樣不但使其硬化能夠制成各種形狀，還進一步減少了燃燒後的殘留物。而且亞麻紙更容易引燃，是一種優良的紙彈殼材料。
最後，用這種亞麻紙包裹火藥，制成了口徑粗的圓柱體單體發射藥。采用這種單體發射藥後，在訓練場的輪射排數直接就降到了4排，而且還可以在間隔對槍管進行簡單降溫。
槍彈研制成功後，研究組又用厚的亞麻紙殼對火炮的發射藥進行了單體化改進，也大幅提高了火炮的裝填速度。不過炮彈紙殼比較厚，在試驗時，發現偶爾會出現引火藥不能燒穿紙殼，引燃發射藥的問題。所以在裝引火藥前，需要先通過引火孔刺破紙殼，再倒入引火藥，以保證火炮的發射。
不過這只是一個非常微小的瑕疵，沒有人在意，大家只是將刺破紙殼的動作加入了火炮的標準訓練動作中。
隨後，考慮到搬運的問題。研究組又開發出了木箱分格裝載法。槍彈發射藥采用16發雙層小木盒裝載。兩層上下對開，取用完一面反過來再打開另一面。平時訓練時，發射藥及引火藥在訓練前領取。戰時每人攜帶兩個裝藥盒。其它的由後勤保管，以空盒換領。主要是考慮到火藥的防潮性，同時也可以控制火藥的流失以及防止反叛的可能。
當然，以護衛隊員現在的待遇，基本上沒有反叛的可能。而且其家人大部分都在商行里工作，更是降低了他們反叛的可能。主要是防止多年後的可能性，所以朱顯波又讓朝廷科技部和刑部專門作為了彈藥管理條例。這樣一來，加上以前的槍械管理條例，就更加確保大明的火槍技術不容易外泄。
炮彈發射藥都是采用的單層木箱，各種口徑的每箱數量不等。炮彈發射藥雖然用的是厚紙殼，但是紙殼的硬度還是不夠。主要還是考慮到殘留物的問題，沒有加得太厚。這樣在裝填的時候就增加了一個木制的藥包裝填器。就是一個圓柱形的木殼，立著分成了兩半︰一邊連著，可以轉動，另一邊有一個活動卡口。
一般的正中有一個把手，用于手提。圓柱一頭是空的，另一頭有一個活塞似的推拉裝置。用時，打開活動卡口，將木殼打開，把藥包放到木殼里，然後合上木殼，扣上卡口。一只手提著將空的一端對準炮口，另一只手推動活塞裝置的木柄將藥包推進炮口。然後將炮彈放進去，用木棍頂到炮尾，等待發射命令。
可以說，單體發射藥直接增加了部隊兩倍以上的戰力，同時為火藥的管控提供了方便。盡管朱顯波想要的是雷汞，但是這個紙質的彈殼足以秒殺一切火槍了，在這個時代，不僅僅是領先那麼簡單。這一點徐光啟是暫時不會明白的，但朱顯波立刻找了劉立洋，讓他在整訓新兵的同時，準備配置管彈員，這些人也必須是軍人，而且必須忠誠可靠。
同時為了為了保證紙漿的供應與保密，徐光啟又令科技在兵工廠旁邊建了許多個個造紙廠。與其他地方的造紙廠不同是，這些廠區里廠區里主要以亞麻為原料，專門造紙供應火槍彈殼用紙。
這個偉大的發明令朱顯波激動不已，特意到戶部劃撥專款籌建造紙廠和彈殼裝填工廠，外人看來這皇上是喜歡這些東西而已，而朱顯波知道，大明的春天真的來了。當然光有把彈頭和火藥一同裝入紙質彈殼內這一步還不行，得搞底火，把底火、發射藥、彈頭包裝在一起，極大地提高了射擊速度。而且紙質彈殼的技術還需要不斷完善。
還有就是火槍的生產問題，這個朱顯波已經囑咐徐光啟和範文程好幾次了，現在刺刀是配上去了，但生產速度還是不行。