È stato ministro per le riforme e le innovazioni nella pubblica amministrazione nel governo Prodi II, nonché assessore della giunta regionale della Campania di Antonio Bassolino dal 2000 al 2005 e deputato alla Camera dal 2008 al 2012.

Biografia Ingegnere chimico, si è laureato presso la facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Napoli Federico II. Professore ordinario di "Tecnologie dei Polimeri" alla stessa Università di Napoli "Federico II" in cui si è laureato, nonché autore di oltre 350 pubblicazioni scientifiche, è stato Direttore dell'Istituto per la Tecnologia dei materiali compositi del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR).

È un componente del Gruppo 2003, consesso di ricercatori italiani che, lavorando in Italia, sono inseriti nella classifica, compilata dall'ISI (Institute for Scientific Information) di Filadelfia, che raccoglie gli scienziati più citati nel mondo. È stato professore anche presso l'University of Washington e all'University of Connecticut di Storrs.

Dal 2004 è presidente e fondatore dell'IMAST (distretto tecnologico sull'ingegneria dei materiali polimerici e strutture), mentre tra il maggio e l'agosto del 2005 diviene presidente della "Città della Scienza" e dell'ARTI (agenzia regionale per la tecnologia e l'innovazione della Puglia).

È stato presidente della Reale tenuta di Carditello e del Campania Digital Innovation Hub.

A maggio 2025 ottiene la cittadinanza benemerita dal sindaco di Ercolano.

Attività politica Dal 2000 al 2005 è stato assessore con deleghe all'Università, ricerca scientifica e innovazione tecnologica alla regione Campania.

Il 17 maggio 2006 è entrato a far parte del secondo governo Prodi come ministro per le riforme e le innovazioni nella pubblica amministrazione, succedendo, rispettivamente, a Mario Baccini e a Lucio Stanca; rimane in carica fino all'8 maggio 2008. In questo ruolo, a maggio 2006 sigla un accordo con Microsoft che riceve critiche da esponenti della ricerca e del software libero.

A giugno 2007 costituisce la "commissione open source" per identificare strumenti e procedure pratiche per promuovere lo sviluppo del software libero in Italia; il rapporto prodotto dalla commissione viene abbandonato con la caduta del governo e l'arrivo del nuovo ministroAgosti, Maristella and Cantoni, Virginio (2025) Storia dell’informatica italiana. Prima parte. Ricerca, formazione e impatto sociale (3 voll.)., Cnr Edizioni, Roma, pp. 1261-1262. ISBN (ed. digitale) 978 88 8080 680 6. DOI https://doi.org/10.36173/SII-parteprima.

Candidatosi alle elezioni politiche del 2008, nella circoscrizione Campania 1 tra le liste del Partito Democratico, viene eletto Camera dei Deputati. Nel corso della XVI Legislatura è stato membro e vicepresidente della 7ª Commissione Cultura, Scienza e Istruzione della Camera.

Esponente del PD, considerato in principio vicino alle posizioni dei "bassoliniani". Nel corso del tempo ha preferito assumere una posizione decisamente più distante da Bassolino.

Segretario provinciale del PD a Napoli, Nicolais si dimette da questa carica il 5 gennaio del 2009 perché non soddisfatto del rimpasto della giunta comunale operato dal sindaco di Napoli Rosa Russo Iervolino.Dal sito de La Repubblica Nicolais: "Serviva un azzeramento, invece ecco le riconferme"

Viene candidato in rappresentanza di una coalizione di centro-sinistra alla presidenza della provincia di Napoli, ma alle elezioni del 2009 viene battuto da Luigi Cesaro, candidato del centro-destra.

Nel 2012 viene nominato presidente del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), sostituendo il neo-ministro dell'Istruzione, Università e Ricerca del governo Monti Francesco Profumo, il quale era stato nominato presidente del CNR pochi mesi prima dal ministro PdL, predecessore di Profumo Maria Stella Gelmini. Il 23 febbraio 2012 la Camera accetta le sue dimissioni da parlamentare con 371 sì e 87 no. A lui succede a Montecitorio il repubblicano Giuseppe Ossorio. Resta in carica come presidente del CNR fino al 2016 quando viene nominato Massimo Inguscio; tra le numerose attività di promozione della ricerca realizzate durante il suo mandato, Luigi Nicolais firma appena incaricato nel 2012 il sostegno all'open access del CNR con l'adesione alla Dichiarazione di Berlino sull'accesso aperto alla letteratura scientifica.

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