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氫是元素周期表中的第一個(gè)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(gòu)成、生物大分子組裝、化工生產(chǎn)等扮演著極其重要的角色。在單個(gè)團(tuán)簇中成功揭示3個(gè)“金屬氫”的存在不僅深化了對(duì)含有“金屬氫”納米材料結(jié)構(gòu)化學(xué)的認(rèn)識(shí)，而且更為重要的是，這為我們從多維度認(rèn)識(shí)氫元素的本質(zhì)提供了巨大的可能。

技術(shù)成熟度：理論突破 反應(yīng)器采用一體式生物流化床，好氧區(qū)，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(jī)結(jié)合體；缺氧區(qū)，安裝三相分離器及攪拌片，使泥水混合均勻，能夠及時(shí)排出反硝化所產(chǎn)生的氮?dú)猓M(jìn)而提高脫氮效率。 設(shè)備所有結(jié)構(gòu)均在同一殼體內(nèi)，工藝運(yùn)行方式靈活，由于其運(yùn)行過程中不需額外投加碳源和絮凝劑，其運(yùn)行費(fèi)用較低。針對(duì)我國農(nóng)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(shè)備對(duì)我國農(nóng)村污水處理有著較大的實(shí)用潛力。 運(yùn)用一體式生物流化床處理村鎮(zhèn)小區(qū)生活污水，為該工藝的應(yīng)用推廣提供科學(xué)的運(yùn)行控制參數(shù)。 針對(duì)我國農(nóng)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(shè)備對(duì)我國農(nóng)村污水處理有著較大的實(shí)用潛力。

項(xiàng)目將蠶絲經(jīng)生化技術(shù)和粉碎技術(shù)處理，制成絲素蛋白納米材料，對(duì)其進(jìn)行化學(xué)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(zhuǎn)換和儲(chǔ)存技術(shù)是當(dāng)今世界解決目前化石能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的核心途徑。廉價(jià)的電解水產(chǎn)氫催化劑和高容量的儲(chǔ)能材料成為大規(guī)模推廣此類新能源技術(shù)的關(guān)鍵。對(duì)于電解水產(chǎn)氫而言，貴金屬鉑基催化劑的產(chǎn)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(zhì)表現(xiàn)出優(yōu)異的分解水制氫活性，但存在導(dǎo)電性低及材料團(tuán)聚問題，這導(dǎo)致材料活性位點(diǎn)暴露少和穩(wěn)定性差等問題。為了解決這些挑戰(zhàn)性問題，近日，北京大學(xué)工學(xué)院研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了一種具有強(qiáng)耦合作用鉬基金屬雜化材料的制備新策略提升電催化產(chǎn)氫性能，并發(fā)現(xiàn)強(qiáng)耦合材料對(duì)于儲(chǔ)鈉展現(xiàn)了優(yōu)異的容量、倍率和穩(wěn)定性。

我國是鋼鐵生產(chǎn)和使用大國，目前鋼鐵材料的生產(chǎn)能力已經(jīng)連續(xù)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(fā)達(dá)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(qiáng)度水平范圍。根據(jù)目前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況預(yù)測(cè)，到2010年我國的鋼鐵材料的需求量將達(dá)到2億噸，面對(duì)如此巨大的市場需求，單靠增加產(chǎn)量必然需要大量投入建廠資金。從資金、能源、資源、環(huán)保等方面的考慮出發(fā)，將現(xiàn)有產(chǎn)品升級(jí)換代，用高性能鋼材代替?zhèn)鹘y(tǒng)產(chǎn)品，可大幅度節(jié)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(xiàng)目的支持下，開展了對(duì)新一代鋼鐵材料的基礎(chǔ)性研究。在低碳鋼過冷奧氏體形變過程中發(fā)生的相變特征、組織演變規(guī)律及基本力學(xué)行為等方面開展了系統(tǒng)研究，明確提出并證實(shí)了利用 “形變強(qiáng)化相變”及鐵素體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶細(xì)化鐵素體晶粒的創(chuàng)新學(xué)術(shù)思想，在國內(nèi)外一流雜志發(fā)表相關(guān)論文近二十篇。已有的工業(yè)性生產(chǎn)試驗(yàn)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(chǔ)上，強(qiáng)度提高一倍。

項(xiàng)目成果/簡介:福州大學(xué)至誠學(xué)院孫磊教授為第一作者、物信學(xué)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(lǐng)域國際權(quán)威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發(fā)表的題為“Al2O3過渡層優(yōu)化對(duì)ZnO量子點(diǎn)與CuO納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)的場發(fā)射增強(qiáng)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(tǒng)一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質(zhì)結(jié)構(gòu)，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(shí) ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場發(fā)射性能，提出了詳細(xì)的電勢(shì)疊加效應(yīng)和形成機(jī)制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現(xiàn)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(shí)可以降低基體表面的電子勢(shì)壘高度。這種金屬氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)在很多應(yīng)用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質(zhì)結(jié)密度提高，具有固有光捕獲效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。研究成果為改善單一納米材料器件的場發(fā)射性能提供了有效途徑，也為制備新型結(jié)構(gòu)的場發(fā)射器件奠定理論基礎(chǔ)。

福州大學(xué)至誠學(xué)院孫磊教授為第一作者、物信學(xué)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(lǐng)域國際權(quán)威期刊《陶瓷國際》（英文刊名：《Ceramics International》）上發(fā)表的題為“Al2O3過渡層優(yōu)化對(duì)ZnO量子點(diǎn)與CuO納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)的場發(fā)射增強(qiáng)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(tǒng)一維氧化物CuO納米線（CuO NWs）異質(zhì)結(jié)構(gòu)，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(shí) ZnO QDs 的表面改性又能改善基體的場發(fā)射性能，提出了詳細(xì)的電勢(shì)疊加效應(yīng)和形成機(jī)制。鑒于 ZnO QDs 在 CuO NWs 表面呈現(xiàn)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(shí)可以降低基體表面的電子勢(shì)壘高度。這種金屬氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)在很多應(yīng)用中都具有重要的意義，特別是由于表面積大大增加，異質(zhì)結(jié)密度提高，具有固有光捕獲效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。研究成果為改善單一納米材料器件的場發(fā)射性能提供了有效途徑，也為制備新型結(jié)構(gòu)的場發(fā)射器件奠定理論基礎(chǔ)。

先進(jìn)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(shù)帶頭人，擁有一批高水平的科研隊(duì)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(diǎn)是產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，在基礎(chǔ)性研究、應(yīng)用研究、高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化等不同層次上開展科研工作。先后參加國家"863"項(xiàng)目、國家科委"九五"攻關(guān)項(xiàng)目的研究工作，承擔(dān)完成國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、**和化工應(yīng)用課題多項(xiàng)。研究所主要突出以單體合成、聚合、復(fù)合材料、結(jié)晶等具有明顯優(yōu)勢(shì)的學(xué)科領(lǐng)域的綜合集成開展研究工作。目前主要研究對(duì)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(yōu)異的機(jī)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(yè)得到廣泛的應(yīng)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(yīng)用范圍，因此合成熱塑性的PI，進(jìn)一步制備聚酰亞胺復(fù)合材料，擴(kuò)大應(yīng)用面是當(dāng)前聚酰亞胺研究和開發(fā)的主要趨勢(shì)。熱塑性聚酰亞胺（TPI）作為一種高性能工程塑料，不僅具有優(yōu)異的耐熱、力學(xué)、介電、耐腐蝕及抗輻射等性能，還表現(xiàn)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?zé)崴苄运芰虾痛蠖鄶?shù)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(chǔ)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(chǎn)物純凈，產(chǎn)率高，易于純化，三廢少，具有很好的工業(yè)化價(jià)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(xué)環(huán)化或熱環(huán)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(fù)合，可顯著提高材料的力學(xué)強(qiáng)度和自潤滑耐磨等性能。研究所以自主研發(fā)高性能熱塑性聚酰亞胺及其復(fù)合材料作為研究對(duì)象，系統(tǒng)考察復(fù)合材料摩擦磨損性能，重點(diǎn)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(duì)其摩擦性能影響機(jī)理，從而達(dá)到材料摩擦性能設(shè)計(jì)的長期目標(biāo)。利用有限元技術(shù)建立過程物理及數(shù)學(xué)模型，對(duì)滑動(dòng)摩擦過程中的溫度分布進(jìn)行模擬計(jì)算，取得了較好的模擬結(jié)果。通過摩擦表面微觀形貌觀察，可了解摩擦磨損機(jī)理。前期的研究結(jié)果已運(yùn)用于滑片式壓縮機(jī)的滑片、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)等產(chǎn)品形式，為應(yīng)用提供指導(dǎo)。研究所擁有一批先進(jìn)的分析測(cè)試儀器：熱機(jī)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(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)、摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，可對(duì)合成的單體、聚合物、復(fù)合材料進(jìn)行全面的性能測(cè)試。

(1)聚丙烯多相體系核殼分散相的構(gòu)建和形態(tài)調(diào)控 (2)同步增強(qiáng)增韌聚丙烯機(jī)理研究