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新化学策略可预设塑料降解时间

据阿根廷布宜诺斯艾利斯经济新闻网12月2日报道,美国拉特格斯大学的一个科学家团队开发出一种新的化学策略,用于制造可在日常条件下按预设程序分解的降解塑料,无需加热或使用强效化学品。

这项突破性成果标志着在应对塑料污染这一全球环境问题上迈出了重要一步。该研究项目由该校助理教授顾宇伟(音)领导,引入了一项有望变革众多行业塑料材料生产和使用方式的技术。

顾宇伟解释说,这项技术的主要目标是找到一种解决方案,使塑料在履行完“使命”后能够安全降解。顾宇伟指出:“生物学中的聚合物无处不在,例如蛋白质、脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)和纤维素,但自然界还从未遇到过我们现在看到的合成塑料长期积累问题。”

这位科学家试图模仿出生物聚合物的结构。与合成塑料不同,生物聚合物会消失而不留任何残留物。

这项技术背后的原理在于将类似于DNA或蛋白质等天然聚合物中的小官能团引入合成聚合物中。这些内部的官能团如同“助手”,在“触发”降解时精准地促进化学键的断裂。顾宇伟解释说:“通过控制它们的方向和位置,我们可以设计出同一种塑料,使其在几天、几个月甚至几年内分解。”也就是说,这种材料在使用过程中保持耐用性,但可以根据预先设定的时间表进行分解。

该技术可以调整塑料的使用寿命,以满足不同产品的特定需求。这个研究团队证明,降解可以在几天到几年不等的时间范围内被激活,这对于一次性产品(例如只用几个小时的快餐盒,或需要更长使用寿命的汽车零部件)来说都是理想的材料选择。

此外,这个过程还可以使用紫外线或金属离子启动,从而增加额外的控制。该团队还在探索这种策略在控释药物胶囊和智能涂层方面的应用,从而进一步拓展创新应用领域。

该研究团队强调:“这项研究不仅为开发更环保的塑料材料打开了大门,而且还扩展了研究工具,以便能设计出在许多领域都能应用的智能响应聚合物基材料。”

这项突破性技术为解决垃圾填埋场和海洋中难以降解的塑料提供了一个替代方案,它能够使塑料按照预设的时间表安全降解,从而产生显著的环境和社会效益。

尽管初步的实验室测试表明,降解产生的液体无毒,但研究人员表示,降解产物对环境和健康的影响仍在评估中。需要开展进一步的研究来确认其长期安全性。

展望未来,拉特格斯大学的科学家们正致力于将这项技术应用于工业生产,并详细分析降解过程中产生的碎片的安全性。

尽管仍存在技术挑战,但研究人员强调,通过与产业界的合作和适当的研发,这些塑料有望融入日常用品中。其根本目标是使塑料在完成其功能后彻底消失,从而使化学能够为更可持续、更环保的未来做出贡献。