功能高分子材料在发展循环经济、生态环境保护、绿色化学化工、尖端国防材料、绿色医用材料等领域中的作用日益重要功能高分子材料在发展循环经济、生态环境保护、绿色化学化工、尖端国防材料、绿色医用材料等领域中的作用日益重要。在福建省，以节能环保材料、环境净化材料、生物质材料等为代表的环境友好先进功能材料行业近年来发展迅速，已初具规模。本部分工作将重点针对多种光电功能材料，深入开展了材料的组分设计、微观结构控制、宏观形态组装以及光电性能调控的研究，形成技术转移和成果转化的基地。
本方向的主要研究内容有：
①新型石墨烯基碳材料的结构设计、先进制备及功能化利用：石墨烯因拥有高比表面积、优良导电率和稳定化学结构特点，具有广泛的用途。超级电容器是重要的新型储能器件，具有功率密度高、循环寿命长和安全可靠等特点。目前超级电容器已应用于混合电动汽车、大功率输出设备等，形成一个非常可观的市场规模，近年来保持近20%的全球增长率，产业前景突出。石墨烯基碳材料有望成为下一代高性能超级电容器的理想电极材料。围绕着石墨烯基功能材料的制备及其组成、结构与性能之间相互关系的研究工作，探索以碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯和碳点为代表的碳纳米材料的可控制备及自组装技术，并对其在非线性光学和电化学领域的应用开展了深入研究。
②先进光功能晶态材料的环境友好制备技术：光功能晶体材料是福建省的传统优势行业，尤其是激光晶体、非线性光功能晶体材料等领域，我省具有完备且丰富的产业链。我省具有非常丰富的稀土资源储备，这为光功能晶体材料的制备提供重要的原料基础；同时，以福建克雷斯公司、福建福晶科技股份有限公司、福州高意科技有限公司等为代表的一大批晶体生长设备供应商、晶体材料制备与加工商、光功能器件制造商支撑起了我省光功能晶体材料行业的蓬勃发展。本部分工作旨在在大尺寸光功能单晶材料如激光晶体、非线性光学晶体或双折射晶体的环境友好制备工艺方面，寻找关键突破口，在晶体的低温生长、无毒助熔剂体系探索方面提出新的思路，根据现有的技术资源和积累尝试新的实验设计理念，初步将这些高熔点光功能单晶的环境友好制备工艺探索的理论模型化，在此基础上得到一系列具有优良光功能特性的单晶材料，形成关键核心专利；在多孔多功能光功能粉体的低成本、大批量、无毒原料制备方面，探索若干条技术路线的可行性，对这些技术路线进行全面可行性评估，并着手在该方面进行知识产权布局。与相关合作企业如福晶科技股份有限公司等就成果转化进行合作，力争推出具有完全自主知识产权的晶体产品。
③先进结构陶瓷材料制备技术：微波介质陶瓷作为一种新型电子材料，在现代通信中被用作谐振器、滤波器、介质基片、介质天线、介质导波回路等，广泛应用于微波技术的许多领域（移动通讯、卫星通讯和军用雷达等）。压电铁电材料在信息的检测、转换、处理、显示和存储等方面具有广泛的应用，是一类重要的高技术功能材料。然而，高温烧结是制备陶瓷材料不可缺少的工艺环节之一，因其能耗大而成为陶瓷制备过程中废气等污染物排放最集中的环节。先进结构陶瓷材料由于具有一系列优异的性能，并且在节约能源、节约贵重金属资源、促进环境保护、提高生产效率等方面具有明显优势，引起了陶瓷工作者的兴趣，目前的研究兴趣主要集中在新型烧结制备技术（凝胶铸模成型、微波烧结）和结构设计等方面。围绕上述思路，本部分工作旨在研究陶瓷材料微波损耗的机理、探讨晶体的微观结构和材料微波介电性能之间的关系、改善微波介质陶瓷的制备工艺；(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷、K1-xNaxNbO3(KNN)基无铅压电陶瓷、铋层状结构无铅压电陶瓷、钨青铜结构无铅压电陶瓷、BaTiO3基无铅压电陶瓷的改性、工艺技术以及相变特性研究；研究微波高温两步法加热技术制备高功率LED用高热导率的多晶氧化铝陶瓷基板及其传热机制，包括微波两步法加热过程中纳米氧化铝的晶粒生长机制和晶粒尺寸对陶瓷热传导性质的影响；利用磁场辅助晶粒取向的方法制备氧化铝陶瓷的坯体，研究微波电磁场对晶粒定向生长的影响，从中揭示微波电场诱导晶粒定向生长的机理；陶瓷低温快速烧成新技术的研究，探讨加大低品位粘土和长石等原料在陶瓷中的比重，降低陶瓷产品对天然矿物原料的依赖，研究陶瓷低温快速烧成新技术和新工艺。促成相关产业的创新和产业化结构的调整，已经相关技术的成果化应用。
