处理万姚启圣的事情，朱显波又开始钻研起火起来。火炮的发展应该说比较顺利，而且和西班牙人、荷兰人交手之后缴获了不少战利品，大部分都送到了科技部去研究。但朱显波知道一个舰队的载员是非常有限的，而印度、波斯已经非洲等地区人口稠密。如果不加强单兵战斗力，取胜容易占领难。
经过查询资料，再和徐光启等人反复讨论认为应该将火药单体化，这样战斗人员取出来直接装进枪管里就行了，不但提高了装填速度速度，还不容易出错。要知道在战场上出手快十分之一秒就有可能决定一个人的两种不同命运。何况这装填火药不是一秒两秒能够完成的。朱显波第一个想到当然是雷汞，可惜还么人发明，只能从纸质弹壳开始了。
经过试验，发现现在所用的纸包在燃烧后剩下的残留物太多，容易引起引火孔的堵塞。因此，徐光启在全国各地发出了公告：悬赏一种易燃，且燃烧后残留物较少的材料。高额的赏金让大明各地城内外一时间烟火四起，大家没事儿都会将眼前的东西弄一点儿来烧一下，看看能不能碰运气找到一种符合朝廷要求的材料。
经过五几个月的悬赏，据说还造成了一些小火灾，终于有纺织厂的一名工匠找到了一种亚麻，这种亚麻是用来织布的。因为近几个月来很多人都经常找东西来烧，然后去悬赏组提交，所以大家也大概知道了残留物多少的概念。徐光启也连忙向朱显波汇报材料的事情。
“皇上，这名工匠某天将坊里打扫出来的一团亚麻烧了烧，发现最后剩下的残留物比自己以前见过的燃烧残留物都少，就试着向悬赏处提交了一下。不过他也没太在意，因为据说几个月来已经有很多人向悬赏处提交了自己找的材料，但是只有少数人得到了少量的奖金，还没有人得到全额的奖励。”
“这样的人一定要如实重奖。这样才能鼓励全民参与科研。另外也要加紧实验他提供的这种材料。
“是，微臣马上去落实奖励发放和材料验证的事情。”
研究组试验了后发现亚麻的燃烧残留物比例比目前其它材料要小得多，也就向徐光启进行了报告。最后徐光启拍板，选用了这种材料进行试验。
不过，研究组发现亚麻布太软，不能固形。而软包的火药虽然对装填速度有所提高，但还是不理想：经常会出现因亚麻布挤成一团，使得弹丸很难被压进枪管，或者挤破亚麻布造成火药漏出的情况。在这种时候，装填速度甚至还会慢过以前的方法。
当然办法总比困难多，何况这帮的老板是朱显波，头头是徐光启。后来，工匠们将其磨成浆制成了纸，终于解决了这个问题。这样不但使其硬化能够制成各种形状，还进一步减少了燃烧后的残留物。而且亚麻纸更容易引燃，是一种优良的纸弹壳材料。
最后，用这种亚麻纸包裹火药，制成了口径粗的圆柱体单体发射药。采用这种单体发射药后，在训练场的轮射排数直接就降到了4排，而且还可以在间隔对枪管进行简单降温。
枪弹研制成功后，研究组又用厚的亚麻纸壳对火炮的发射药进行了单体化改进，也大幅提高了火炮的装填速度。不过炮弹纸壳比较厚，在试验时，发现偶尔会出现引火药不能烧穿纸壳，引燃发射药的问题。所以在装引火药前，需要先通过引火孔刺破纸壳，再倒入引火药，以保证火炮的发射。
不过这只是一个非常微小的瑕疵，没有人在意，大家只是将刺破纸壳的动作加入了火炮的标准训练动作中。
随后，考虑到搬运的问题。研究组又开发出了木箱分格装载法。枪弹发射药采用16发双层小木盒装载。两层上下对开，取用完一面反过来再打开另一面。平时训练时，发射药及引火药在训练前领取。战时每人携带两个装药盒。其它的由后勤保管，以空盒换领。主要是考虑到火药的防潮性，同时也可以控制火药的流失以及防止反叛的可能。
当然，以护卫队员现在的待遇，基本上没有反叛的可能。而且其家人大部分都在商行里工作，更是降低了他们反叛的可能。主要是防止多年后的可能性，所以朱显波又让朝廷科技部和刑部专门作为了弹药管理条例。这样一来，加上以前的枪械管理条例，就更加确保大明的火枪技术不容易外泄。
炮弹发射药都是采用的单层木箱，各种口径的每箱数量不等。炮弹发射药虽然用的是厚纸壳，但是纸壳的硬度还是不够。主要还是考虑到残留物的问题，没有加得太厚。这样在装填的时候就增加了一个木制的药包装填器。就是一个圆柱形的木壳，立着分成了两半：一边连着，可以转动，另一边有一个活动卡口。
一般的正中有一个把手，用于手提。圆柱一头是空的，另一头有一个活塞似的推拉装置。用时，打开活动卡口，将木壳打开，把药包放到木壳里，然后合上木壳，扣上卡口。一只手提着将空的一端对准炮口，另一只手推动活塞装置的木柄将药包推进炮口。然后将炮弹放进去，用木棍顶到炮尾，等待发射命令。
可以说，单体发射药直接增加了部队两倍以上的战力，同时为火药的管控提供了方便。尽管朱显波想要的是雷汞，但是这个纸质的弹壳足以秒杀一切火枪了，在这个时代，不仅仅是领先那么简单。这一点徐光启是暂时不会明白的，但朱显波立刻找了刘立洋，让他在整训新兵的同时，准备配置管弹员，这些人也必须是军人，而且必须忠诚可靠。
同时为了为了保证纸浆的供应与保密，徐光启又令科技在兵工厂旁边建了许多个个造纸厂。与其他地方的造纸厂不同是，这些厂区里厂区里主要以亚麻为原料，专门造纸供应火枪弹壳用纸。
这个伟大的发明令朱显波激动不已，特意到户部划拨专款筹建造纸厂和弹壳装填工厂，外人看来这皇上是喜欢这些东西而已，而朱显波知道，大明的春天真的来了。当然光有把弹头和火药一同装入纸质弹壳内这一步还不行，得搞底火，把底火、发射药、弹头包装在一起，极大地提高了射击速度。而且纸质弹壳的技术还需要不断完善。
还有就是火枪的生产问题，这个朱显波已经嘱咐徐光启和范文程好几次了，现在刺刀是配上去了，但生产速度还是不行。