美國能源（yuán）部(DOE)的一項新（xīn）研究設計了一種塑料（liào），這種塑料可以回收很多次（cì），而且不會（huì）有任何性能損失。

美國能源部的勞倫斯伯（bó）克（kè）利國家實驗室(伯克利實驗室)已經生產出一種新型聚合物，類似於樂高玩具，可以分解（jiě）並重新組裝成不（bú）同的形狀、質地和顏色，而不會影響（xiǎng）其質量。這種新材料被稱為“聚酮烯胺”，或PDK。

“大多（duō）數塑料（liào）都不（bú）是用來回收（shōu）的，”伯克利實驗室的分子鑄造博士後彼得·克裏（lǐ）斯坦森說。“但我們發現了一種組裝塑（sù）料的新方法，從分子角度考慮了回收問題（tí）。”

目前最可（kě）回收的塑料，PET -聚對苯二甲酸乙酯(乙烯對苯二甲酸酯（zhǐ）)，回收率隻有20-30%左右。剩下的則被送入焚燒爐、垃圾填埋場或海洋（yáng）中焚燒，釋放出二氧化碳，或（huò）者被留在地球上堵塞幾個世紀，直到地球分解。

塑料基本上是長鏈的碳基分子(“分子鏈”)連接在一起形成聚（jù）合物(“許多分（fèn）子鏈（liàn）”)。它們的結構使它們在化學上非常穩定，這意味著它們不會（huì）像其他材料那樣生鏽、腐（fǔ）爛或溶解。為了使它們適應（yīng）特定的用途，製（zhì）造商還加入化學添加劑來改善某些性（xìng）能。例如，填（tián）充（chōng）物使塑料變得堅（jiān）韌，而增塑劑則使塑料變得（dé）柔韌。這些（xiē）添加劑在化學上與個別（bié）的中東呼吸（xī）綜（zōng）合征緊密結合。所以即使塑料在回收工廠加工，它們也幾乎不（bú）可能被清除。不同化學成（chéng）分的塑料（liào）混合在一起，磨成碎片，在回收過程中熔化。在實際生產之前是不可能預測得到的材料的性質的（de）。

回收塑料繼承未知添（tiān）加劑的趨勢阻（zǔ）止了塑料成為一種“循（xún）環（huán）”材料，這種材料的原始（shǐ）構件（jiàn）(mers)可以盡可能長時間地回收再利用，或者“升（shēng）級”以生產一（yī）種新的、更高質量的產（chǎn）品。

與傳統塑料不同的是，PDK塑料的單體可以通過將材料浸泡在高酸（suān）性溶液中而被回（huí）收並從任何複（fù）合添加劑中釋放出來。

克裏斯坦森是由布雷特·赫爾姆斯(Brett Helms)領導的多（duō）學科團隊的一員。布萊特·赫爾姆斯是伯克利實驗室分子鑄造廠的一名專職科學家（jiā）。

克裏斯坦森補充說:“循環（huán）塑料和塑料升級換（huàn）代是（shì）巨大的挑戰。“我（wǒ）們（men）已（yǐ）經看到了塑料垃圾泄漏到我們的水生生態係統的（de）影（yǐng）響，而這（zhè）一趨勢很可能會（huì）因為塑料製造數量的增加和下遊（yóu）對我（wǒ）們的市政回收（shōu）基礎設（shè）施造成的壓力而加劇。”

赫爾姆（mǔ）斯解釋說:“使用PDKs，傳統塑料的不可（kě）變鍵被可逆鍵取代，從而使塑料更有效地回（huí）收利用。”

製造PDK的單體可以從任何添加（jiā）劑中分離出來，隻需將塑料浸泡在高酸性溶液中即可。酸破壞了單體（tǐ）和添加劑之間的鍵。這一特性最初是在克裏斯滕森將（jiāng）各種酸應用於製造PDK粘合劑的玻璃器皿時發現的，他注意（yì）到粘合劑發生了變化。克裏斯坦森用核磁共振波譜儀進一步（bù）分析了塑料，發（fā）現了原來的單體。

隨後（hòu）在分（fèn）子鑄（zhù）造廠的研究表明，這種酸能將PDK聚合物分解（jiě）成單體，同時也（yě）能將它們從添加分子（zǐ）中分離出來。研究小組還發現，回收的PDK單體可以重新鑄（zhù）造（zào）成聚合物，而回收的聚（jù）合物不會繼承原（yuán）材料的任何特（tè）征。塑（sù）料（liào）也可以通（tōng）過使用添加劑(如增塑劑)進行升級循環。研（yán）究人員認為，他們的新塑料可以很好地替代目前使（shǐ）用的許多不可回收塑料（liào）。

赫爾姆斯說（shuō）:“我們正處於一個關鍵時刻，我們需要考慮為未來的垃圾分類和處理使回收設施現代化所需的基礎設（shè）施。”“如果這些設施的目的是回（huí）收或（huò）升級PDK和相關塑料，那麽我們就能更有效地將（jiāng）塑料從垃圾填埋場和海洋中轉移出去。”

赫爾姆斯說:“這是一（yī）個令人興奮的時刻，我們應該（gāi）開（kāi）始思考如何設（shè）計材料和回收設施，使循環塑料成為可能。”

研究人員下一步計劃開發PDK塑料，該塑料具有廣泛的熱和機械性能，可用於紡織品、3D打印（yìn）和泡（pào）沫塑料。他們（men）還希望在PDK塑料中加入更多的植物化合物和其他可持續（xù）材料

“通過動態共價二（èr）酮烯（xī）胺鍵（jiàn）實現塑料閉環回收”的論文（wén）發表（biǎo）在《自然化學》雜誌（zhì）上。

資料來源：科技深度君

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