我们每年丢弃数亿吨塑料
卡文图片/阿拉米
塑料中的化学添加剂 模仿 DNA 等天然聚合物的材料可以在几天、几个月或几年内分解,而不是几个世纪以来一直在环境中乱扔垃圾。研究人员希望他们的新技术能够生产出达到其目的的塑料产品,然后安全地自毁。
2022 年,全球将有超过 25 亿吨塑料被丢弃,只有 14% 被回收利用 – 其余的要么被烧毁,要么被掩埋。实用、可生物降解塑料的前景已经存在至少 35 年了,并且已经努力使用竹子中的所有材料来制造此类材料 海藻。但事实上,许多此类材料很难堆肥 他们的生产者提出了不切实际的主张。
Now, Yuwei Gu 和他在新泽西州立大学罗格斯分校的同事们正在开发一种技术来制造具有精细调整寿命的塑料,这种塑料可以在堆肥或自然环境中快速分解。
Gu 想知道为什么 DNA 和 RNA 等天然长链聚合物可以相对较快地分解,而塑料等合成聚合物却不能,以及是否有办法复制其过程。
天然聚合物含有称为邻基的化学结构,有助于解构。这些结构为称为亲核攻击的内部反应提供动力,从而切断聚合物链中的键——这对于普通塑料来说需要大量的能量。
顾和他的团队创造了模仿这些邻近基团的人工化学结构,并在制造新塑料时添加了它们。他们发现所得材料很容易分解,并且通过改变添加物的结构,他们可以微调材料在解构之前保持完整的时间。
塑料分解后,长的聚合物链会转化为小碎片,顾希望这些碎片要么用于制造新塑料,要么安全地溶解到环境中。
顾说:“这种策略最适合那些受益于几天到几个月的受控降解的塑料,因此我们看到了食品包装和其他短期消费材料等应用的巨大潜力。” “目前,它不太适合在分解之前必须保持稳定数十年的塑料,例如建筑材料或长期结构部件。”
但在这种塑料投入商业使用之前,还有几个问题需要解决。塑料解构后留下的液体由聚合物链碎片组成,需要进一步测试以确保这些部件汤无毒,因此可以安全地释放到大自然中。
此外,尽管环境阳光就足够了,但目前仍需要紫外线来启动解构。因此,在该小组找到制造可以在黑暗中分解的材料的方法之前,任何被掩埋或以其他方式覆盖的塑料都将几乎无限期地保留在环境中。
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