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氫是元素周期表中的第一個元素，亦是宇宙中豐度最高的元素。其在宇宙演化、生命起源、分子構成、生物大分子組裝、化工生產等扮演著極其重要的角色。在單個團簇中成功揭示3個“金屬氫”的存在不僅深化了對含有“金屬氫”納米材料結構化學的認識，而且更為重要的是，這為我們從多維度認識氫元素的本質提供了巨大的可能。

技術成熟度：理論突破 反應器采用一體式生物流化床，好氧區，投加了懸浮載體果核活性炭，形成活性污泥及生物膜的有機結合體；缺氧區，安裝三相分離器及攪拌片，使泥水混合均勻，能夠及時排出反硝化所產生的氮氣，進而提高脫氮效率。 設備所有結構均在同一殼體內，工藝運行方式靈活，由于其運行過程中不需額外投加碳源和絮凝劑，其運行費用較低。針對我國農村污水處理面臨的不易聚集處理的問題，這種單體新型污水處理設備對我國農村污水處理有著較大的實用潛力。 運用一體式生物流化床處理村鎮小區生活污水，為該工藝的應用推廣提供科學的運行控制參數。 針對我國農村污水處理面臨的不易聚集處理的問題，這種單體新型污水處理設備對我國農村污水處理有著較大的實用潛力。

項目將蠶絲經生化技術和粉碎技術處理，制成絲素蛋白納米材料，對其進行化學修飾，制得了帶有不同活性基的絲素蛋白納米材料；將合成纖維浸漬在改性后的絲素蛋白溶液中，及將絲素蛋白溶液直接涂刷在織物上，制度得了絲素蛋白改性纖維或改性織物，提高了合成纖維織物的吸水、抗菌等服用性能。

新能源轉換和儲存技術是當今世界解決目前化石能源危機和環境污染問題的核心途徑。廉價的電解水產氫催化劑和高容量的儲能材料成為大規模推廣此類新能源技術的關鍵。對于電解水產氫而言，貴金屬鉑基催化劑的產氫活性最好，但其資源有限，無法推廣使用。相比而言，非貴金屬鉬基材料以其特殊的理化性質表現出優異的分解水制氫活性，但存在導電性低及材料團聚問題，這導致材料活性位點暴露少和穩定性差等問題。為了解決這些挑戰性問題，近日，北京大學工學院研發團隊提出了一種具有強耦合作用鉬基金屬雜化材料的制備新策略提升電催化產氫性能，并發現強耦合材料對于儲鈉展現了優異的容量、倍率和穩定性。

我國是鋼鐵生產和使用大國，目前鋼鐵材料的生產能力已經連續幾年超過１億噸，但鋼鐵材料的品種，尤其是高性能鋼鐵材料以及人均鋼鐵材料的占有率與世界發達國家相比還十分落后。碳素鋼和低合金鋼的性能仍停留在低強度水平范圍。根據目前的經濟發展情況預測，到2010年我國的鋼鐵材料的需求量將達到2億噸，面對如此巨大的市場需求，單靠增加產量必然需要大量投入建廠資金。從資金、能源、資源、環保等方面的考慮出發，將現有產品升級換代，用高性能鋼材代替傳統產品，可大幅度節約鋼材使用量，從而從根本上解決問題。   孫祖慶教授及其研究小組在國家科技部“攀登B”及“973”項目的支持下，開展了對新一代鋼鐵材料的基礎性研究。在低碳鋼過冷奧氏體形變過程中發生的相變特征、組織演變規律及基本力學行為等方面開展了系統研究，明確提出并證實了利用 “形變強化相變”及鐵素體動態再結晶細化鐵素體晶粒的創新學術思想，在國內外一流雜志發表相關論文近二十篇。已有的工業性生產試驗表明，在不添加任何合金元素的前堤下，通過合理的控制工藝，可以使低碳鋼長型材與熱連軋薄板在保持原有塑性水平的基礎上，強度提高一倍。

項目成果/簡介:福州大學至誠學院孫磊教授為第一作者、物信學院陳恩果副教授為通訊作者、郭太良研究員為第三作者，在材料工程領域國際權威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發表的題為“Al2O3過渡層優化對ZnO量子點與CuO納米線復合結構的場發射增強作用”（英文題為“Field emission enhancement of composite structure of ZnO quantum dots and CuO nanowires by Al2O3 transition layer optimization”）的論文。 本論文研究ZnO QDs 與傳統一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質結構，以一維氧化物納米棒為基體為 ZnO QDs 提供良好的定向電荷傳輸，同時 ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場發射性能，提出了詳細的電勢疊加效應和形成機制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現孤島狀分布且生長密度低，通過表面改性工程利用原子層沉積(ALD)工藝先在 CuO NWs 基體上沉積 Al2O3 薄膜，均勻的 Al2O3 薄膜為 ZnO QDs 的生長提供了良好的成核表面，同時可以降低基體表面的電子勢壘高度。這種金屬氧化物異質結構在很多應用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質結密度提高，具有固有光捕獲效應等優點。研究成果為改善單一納米材料器件的場發射性能提供了有效途徑，也為制備新型結構的場發射器件奠定理論基礎。

福州大學至誠學院孫磊教授為第一作者、物信學院陳恩果副教授為通訊作者、郭太良研究員為第三作者，在材料工程領域國際權威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發表的題為“Al2O3過渡層優化對ZnO量子點與CuO納米線復合結構的場發射增強作用”（英文題為“Field emission enhancement of composite structure of ZnO quantum dots and CuO nanowires by Al2O3 transition layer optimization”）的論文。 本論文研究ZnO QDs 與傳統一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質結構，以一維氧化物納米棒為基體為 ZnO QDs 提供良好的定向電荷傳輸，同時 ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場發射性能，提出了詳細的電勢疊加效應和形成機制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現孤島狀分布且生長密度低，通過表面改性工程利用原子層沉積(ALD)工藝先在 CuO NWs 基體上沉積 Al2O3 薄膜，均勻的 Al2O3 薄膜為 ZnO QDs 的生長提供了良好的成核表面，同時可以降低基體表面的電子勢壘高度。這種金屬氧化物異質結構在很多應用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質結密度提高，具有固有光捕獲效應等優點。研究成果為改善單一納米材料器件的場發射性能提供了有效途徑，也為制備新型結構的場發射器件奠定理論基礎。

先進聚合物材料研究所建于1999年10月18日。研究所以黃培教授為技術帶頭人，擁有一批高水平的科研隊伍，參與研究工作的教授、博士及研究生二十余人，研究所的主要特點是產、學、研相結合，在基礎性研究、應用研究、高新技術產業化等不同層次上開展科研工作。先后參加國家"863"項目、國家科委"九五"攻關項目的研究工作，承擔完成國家自然科學基金重點項目、**和化工應用課題多項。研究所主要突出以單體合成、聚合、復合材料、結晶等具有明顯優勢的學科領域的綜合集成開展研究工作。目前主要研究對象主要為以聚酰亞胺為代表的一系列功能高分子材料。聚酰亞胺（PI）是指分子主鏈中含有酰亞胺基的一類高分子聚合物。近年來聚酰亞胺以其優異的機械性能、電性能、耐輻射性能和耐熱性能越來越受到人們的重視，它在航空航天、電氣、通訊和汽車等行業得到廣泛的應用。然而熱固性聚酰亞胺不溶解、不熔融，加工成型困難，限制了其應用范圍，因此合成熱塑性的PI，進一步制備聚酰亞胺復合材料，擴大應用面是當前聚酰亞胺研究和開發的主要趨勢。熱塑性聚酰亞胺（TPI）作為一種高性能工程塑料，不僅具有優異的耐熱、力學、介電、耐腐蝕及抗輻射等性能，還表現出卓越的熱加工特性，可采用熱模壓、擠出和注射方法成型。在特定場合下為一種替代金屬、陶瓷、熱固性樹脂、低溫熱塑性塑料和大多數難加工聚酰亞胺的理想材料。聚酰亞胺的單體合成是以苯酐為基礎原料，通過酰基化、硝化、縮合、水解酸化、脫水等一系列步驟得到二胺，該合成路線原料來源充足，工藝簡單，產物純凈，產率高，易于純化，三廢少，具有很好的工業化價值。聚酰亞胺的聚合是以二酐和二胺通過溶液聚合，再分別通過化學環化或熱環化得到聚酰亞胺樹脂。聚酰亞胺樹脂與碳纖維、玻璃纖維、聚四氟乙烯、石墨等復合，可顯著提高材料的力學強度和自潤滑耐磨等性能。研究所以自主研發高性能熱塑性聚酰亞胺及其復合材料作為研究對象，系統考察復合材料摩擦磨損性能，重點研究各種填料改性材料在不同工況體條件摩擦磨損行為，深入了解填料對其摩擦性能影響機理，從而達到材料摩擦性能設計的長期目標。利用有限元技術建立過程物理及數學模型，對滑動摩擦過程中的溫度分布進行模擬計算，取得了較好的模擬結果。通過摩擦表面微觀形貌觀察，可了解摩擦磨損機理。前期的研究結果已運用于滑片式壓縮機的滑片、汽車發動機活塞環等產品形式，為應用提供指導。研究所擁有一批先進的分析測試儀器：熱機械分析儀、差示掃描量熱儀、高效液相色譜儀、凝膠色譜、紅外分析儀、微機控制電子萬能試驗機、摩擦磨損試驗機，可對合成的單體、聚合物、復合材料進行全面的性能測試。

(1)聚丙烯多相體系核殼分散相的構建和形態調控 (2)同步增強增韌聚丙烯機理研究