隨著地球上橡膠和塑料垃圾的負(fù)擔(dān)越來越重，通過閉環(huán)回收（即循環(huán)利用可回收橡膠和塑料）來減少廢物和污染的需求也愈發(fā)急迫。近期，普林斯頓大學(xué)化學(xué)系的一組研究人員宣布發(fā)現(xiàn)了一種新分子，就可以幫助實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回收。

據(jù)悉，這是一種新的聚丁二烯分子。這種分子來自一種已知超過一個(gè)世紀(jì)的材料，過去常用于制造輪胎和鞋子等普通產(chǎn)品。該研究成果已于本月25日刊登在了著名科學(xué)期刊《自然-通訊》（Nature Communications）上。

具體而言，報(bào)告稱，在聚合過程中，一種名為（1，n'-二乙烯基）低聚環(huán)丁烷的分子，鏈結(jié)在一個(gè)重復(fù)的正方形序列中，這是以前未實(shí)現(xiàn)的微觀結(jié)構(gòu)，可以使聚合過程倒退或者解聚。換言之，丁二烯可以被“壓縮”成一種新的聚合物；然后聚合物可以被解壓成一種原始的單體，以便再次使用。

在過去，解聚是通過昂貴的利基或特殊的聚合物來完成的，而且需要經(jīng)過許多步驟，但從未使用過像聚丁二烯這樣的常見原材料來完成解聚。聚丁二烯是世界七大主要石化產(chǎn)品之一。丁二烯是一種豐富的有機(jī)化合物，是化石燃料開發(fā)的主要副產(chǎn)品。它被用來制造合成橡膠和塑料制品。

研究人員表示，“利用一種人們已經(jīng)研究和聚合了幾十年的非常普通的化學(xué)物質(zhì)，并從中制造出一種全新的材料，更不用說讓這種材料具有有趣的先天特性了，這不僅出乎意料，而且是真正的一大進(jìn)步?！?/p>

“人類擅長制造丁二烯。當(dāng)你能找到這種分子的其他有用應(yīng)用時(shí)，這是非常好的，因?yàn)槲覀冇写罅康倪@種分子?！毖芯咳藛T補(bǔ)充道。

回收原理

化學(xué)工業(yè)通常使用少量構(gòu)件來制造大多數(shù)的商品塑料和橡膠，類似的三個(gè)例子就是乙烯、丙烯和丁二烯。回收利用這些材料的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是，它們通常需要結(jié)合，然后加入其他添加劑，以制造塑料和橡膠。添加劑可以提供人們想要的性能特性，例如，牙膏蓋的硬度，或雜貨袋的輕度。但這些“成分”都必須在回收過程中再次分離。

然而，分離過程中涉及的化學(xué)步驟以及實(shí)現(xiàn)分離所需的能量投入使得回收成本高昂，特別是對于一次性塑料。塑料價(jià)格便宜，重量輕，使用方便，但它的設(shè)計(jì)并沒有考慮到垃圾處理。研究人員說，這是全球面臨的主要的、且不斷“滾雪球”的問題。

作為一種可能的替代方法，上述研究表明，丁二烯聚合物在能量上幾乎等于單體，這使得它成為閉環(huán)化學(xué)循環(huán)的候選材料。研究人員對這個(gè)低聚環(huán)丁烷的前景感到興奮，并計(jì)劃對這種可持續(xù)、可化學(xué)回收材料予以更深入的研究。