塑料行业前景广阔
一种新型的塑料罐，在接触到合适的化学物质后，可以分解成相同的基本结构单元，然后再一次又一次地重新组建。研究人员在4月26日发行的《科学》（Science）杂志上报道说，这种可回收材料比以前试图合成出的可重复使用的塑料更耐用。
设计易于再利用的塑料，是应对全球塑料垃圾问题的一种方式，根据2017年发表在《科学进展》（Science Advances）上的一项科学研究，只有大约10%的塑料被回收，但是这种材料非常便宜且有用，因此每年都有数亿吨的塑料被大量生产出来。
塑料回收的一个主要障碍是大多数塑料不能立即降解成有用的分子，将这些分子转化为塑料或其他产品需要许多化学反应参与，这使得回收过程效率降低。虽然生物可降解塑料近年来很受欢迎，但它们只有在合适的微生物出现时才会分解。通常情况下，这些塑料最终会滞留在垃圾填埋场或漂浮在海洋中。科学家设计出可以被分解成最初结构单元，并且不需要额外的加工和净化就可以重新使用的塑料，有助于减少污染物累积。
但爱丁堡大学（University of Edinburgh）的高分子化学家迈克尔·沙弗（Michael Shaver）说，设计这样一种塑料聚合物是一种平衡的行为，迈克尔·沙弗并没有参与这项研究。聚合物是一种由小分子组成的长链，这些小分子称为单体（monomer），它们像珠子一样串在一起。需要极端温度或大量化学物质才能参入到聚合物中的单体，可能不是实际的结构单元。由此生成的聚合物需要足够高的温度使自身稳定，比如说，把热咖啡倒进一个杯子里，这样就不会破坏链条的稳定性而融化成粘稠液体。
不可思议的塑料 一种新的聚合物(如图所示)可以分解成原来的结构单元，它的性质与一次性塑料瓶相当。
图源：BILL COTTON/COLORADO STATE UNIV.
高分子化学家Jianbo Zhu和柯林斯堡科罗拉多州立大学（Colorado State University）的同事正着手解决这一困难。该团队过去合成出一种可以分解为它的初始分子的聚合物，但是由他们实验室和其他一些研究方向类似的同事合成的塑料太过柔软而且对温度敏感，因此没有太大的实用性。
这一次，Zhu和他的同事们通过在化学结构中添加另一种环，改进了他们以前合成出的小环分子，以便将分子支撑成特定的构象。这种刚性帮助单体在室温下快速连接在一起，形成热稳定的聚合物链。
此外，当暴露于某些温和的化学品或足够高的温度时，聚合物降解回单体状态。这个操作可以循环多次，从而在理论上表明，聚合物可以无限循环利用。
Zhu说，虽然每种单体都被锁定在特定的构象中，但并不是所有的单体都具有相同的形状，即使它们是由相同的化学配方合成的。混合两种不同构象的单体合成了强度更大的塑料。
“这可能是最好的方法了，”Shaver说。
尽管如此，它还不是完美的。Zhu和他的同事们计划未来能在单体设计上有更多的调整，使合成的塑料不那么脆。最后，他们希望将产品商业化。
引文：
[1] J.Zhu et al.A synthetic polymer system with repeatable chemical recyclability.Science. Vol. 360, April 26, 2018. doi:10.1126/science.aar5498.
[2] R. Geyer, J.R. Jambeck and K.L. Law.Production, use, and fate of all plastics ever made.Science Advances. Vol. 3, July 19, 2017. doi: 10.1126/sciadv.1700782
翻译：钟艾辛
审校：杨镐羽
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