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新技术：打破化学键，实现塑料无限次分解和重新制造

文章来源：废塑料新观察更新时间：2022-12-05 14:28:49

科罗拉多大学博尔德分校（Colorado University Boulder）发表在《自然化学》（Nature Chemistry）杂志上的一项新研究详细介绍了如何将一类广泛用于航空航天和微电子行业的耐用塑料化学分解成最基本的组成部分，然后再次形成相同的材料。这是开发可修复和完全可回收的聚合物的一个重要步骤。

这是一种特别具有挑战性的回收材料，因为它被设计为在极端高温和其他恶劣条件下依然能够保持其形状和完整性。该研究记录了这种类型的塑料如何在不牺牲其所需物理性能的情况下无限次分解和重新制造。

该研究的第一作者兼化学系主任张伟说：“我们正在跳出条条框框而思考，寻找关于打破化学键的不同方法。我们的化学方法可以帮助创造新技术和新材料，也可以用来帮助解决现有的塑料危机。”

他们的研究结果还表明，重新审视其他塑料材料的化学结构可能会产生类似的发现，即如何完全分解和重建它们的化学键，使我们日常生活中更多的塑料材料能够循环生产。在20世纪中期，塑料被普遍应用于几乎所有的行业和人们日常生活的一部分，因为它们极其方便、实用和便宜。但是半个世纪后，经过指数级的需求和生产，塑料对地球的健康和人类构成了一个重大问题。塑料的生产需要大量的石油和化石燃料的燃烧。一次性塑料每年产生数以亿计的废物，这些废物最终以微塑料的形式进入垃圾填埋场、海洋，甚至进入我们的身体。

因此，回收是本世纪减少塑料污染和化石燃料排放的关键。传统的回收方法是将聚合物机械地分解成粉末，燃烧它们或使用细菌酶来溶解它们。其目的是最终获得可用于其他用途的更小的碎片。想想用回收的橡胶轮胎制成的鞋子或用回收的塑料水瓶制成的衣服，它们不再是相同的材料，但它们不会在垃圾场或海洋中填埋。

但是，如果你可以用同样的材料重建一个新的物品，会怎么样？如果回收不仅仅是为塑料提供第二次生命，而是提供一次重复的体验呢？这正是张伟和他的同事所取得的成就。他们颠覆了一种化学方法，发现他们可以在一种特别高性能的聚合物中打破并形成新的化学键。他们通过将聚合物分解成单一的单体，即其分子，这是一个可逆或动态的化学概念。这种最新方法特别新颖之处在于，它不仅创造了一类新的聚合物材料，就像乐高积木一样，易于建造、拆开并反复重建，而且这种方法还可以应用于现有的，特别是难以回收的聚合物。

这些新的化学方法也已准备好商业化，并且可以与当前的工业生产即插即用。它确实有利于塑料的未来设计和开发。张伟说：“不仅创造新的聚合物很重要，而且知道如何转换，升级和回收旧聚合物也非常重要。通过使用我们的新方法，我们可以制备许多新材料——其中一些可能具有与我们日常生活中的塑料相似的特性。”

塑料闭环回收的这一想法受到了自然界的启发，因为植物、动物和人类目前都是地球循环回收系统的一部分。“为什么我们不能以同样的方式制造我们的材料？”

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