征询东说念主员开发了一种首创性的才智，不错将烧毁塑料升级为具有增强性能的新材料。
这一立异不仅为宇宙塑料垃圾危险提供了一个潜在的管制决策 —— 向上90%的烧毁塑料最终被填埋或沾污当然环境 —— 何况还将废物调养为有价值的多功能塑料。
将塑料废物调养为高价值材料
好意思国能源部橡树岭国度实验室（ORNL）的化学家们已经开发出一种才智来修饰烧毁塑料中的团聚物，创造出比原始塑料性能更好的新材料。这还是过被称为“升级再造”，不错匡助管制宇宙塑料垃圾危险。现时，每年约有4.5亿吨塑料被丢弃，但只须9%被回收行使。大无数垃圾最终被填埋、入海或烧毁。
ORNL的发明有可能重塑塑料废物的异日，通过从头摆设塑料的分子构建块来擢升它们的性能。塑料是由团聚物链（流畅在一说念的分子亚基）构成的，这些团聚物链不错重构成更坚固、更耐用、更耐热的材料。通过改换这些团聚物链的流畅样子，科学家们不错开发出具有锐利应用的多功能塑料。
伸开剩余78%从诺贝尔获奖分子裁剪中吸收灵感
分子裁剪是如斯有长进，它已经成为两个诺贝尔化学奖的基础。2005年，该奖颁给了复合反馈的开发者，这种反馈不错大意环和链中的碳原子之间的双键，使它们的亚基不错交换，创造出仅受思象力收敛的新分子。相似，在2020年，该奖颁给了CRISPR的开发者。CRISPR是用于裁剪DNA链的“基因剪刀”，DNA链是由佩戴生命密码的核苷酸亚基构成的生物团聚物。
“这是用于裁剪团聚物的CRISPR，”ORNL的杰弗里·福斯特说，他迷惑了一项发表在《好意思国化学学会杂志》上的征询。“然则，咱们裁剪的不是基因链，而是团聚物链。这不是典型的塑料回收‘溶解并期待最佳的成果’。”
以高废塑料为野心，产生更大影响
ORNL的征询东说念主员精准地裁剪了导致塑料废物的商品团聚物。在一些实验中，征询东说念主员使用了橡胶轮胎中常见的软聚丁二烯。在其他实验中，他们使用了执意的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯，塑料玩物、电脑键盘、透风管说念、防护帽、汽车饰件和模具以及厨房器具的材料。
福斯特说：“这是一种根蒂莫得被回收行使的废物流。”“咱们正在行使这项工夫管制废物流的一个弊端构成部分。这将产生十分大的影响，因为当今进入垃圾填埋场的材料不错简约质地和能量。”
升级再造经过：烧毁团聚物的溶解和改性
将废团聚物溶解是制造团聚物合成添加剂的第一步。征询东说念主员将合成或商用的聚丁二烯和丙烯腈丁二烯苯乙烯破碎，并将材料浸入溶剂二氯甲烷中，在低温（40摄氏度）下进行不到两小时的化学反馈。
钌催化剂促进团聚或团聚物加成。工业公司已经使用这种催化剂来制造坚固的塑料，并绝不吃力地将生物资（如植物油）调养为燃料和其他高价值的有机化合物，这凸显了它在化学升级回收中的后劲。
团聚物骨架的分子构建块包含官能团或原子簇，动作修饰的反馈位点。值得防护的是，碳之间的双键加多了化学反馈的契机，使团聚成为可能。一个碳环在双键处翻开，ag百家乐网址入口变成一个团聚物链，当每个功能团聚物单位平直插入时，团聚物链就会增长，从而保存了材料。塑料添加剂还有助于收敛合成材料的分子量，进而收敛其性能。
扩大升级再造到工业范围的应用
要是这种材料合成战略不错膨胀到更锐利的工业弊端团聚物，那么它将被诠释是一种经济上可行的阶梯，不错重迭使用今天只可用于单一居品的制造材料。举例，升级后的材料可能比正本的团聚物更优柔、更有弹性，省略更容易成型和硬化成耐用的热固性居品。
科学家们同期摄取两种才智对塑料垃圾进行升级再造。两者齐是复元，也等于位置的改换。碳原子之间的双键断裂并变成，使得团聚物亚基交换。
一种称为开环复剖判团聚的经过是翻开碳环并将其拉长成链。另一个经过称为交叉复合，将团聚物亚基链从一条团聚物链插入另一条团聚物链。
为什么传统的回收不及
传统的回收无法捕捉烧毁塑料的价值，因为它重迭使用的团聚物在每次溶解和再行使时齐会降解，从而变得不那么有价值。比拟之下，ORNL的立异升级回收行使了现存的建筑模块，连合了废物的质地和特质，并提供了突出的功能和价值。
“新工艺具有很高的原子经济性，”福斯特说。“这意味着咱们着实不错回收咱们干预的总计材料。”
ORNL的科学家们诠释，与传统的回收比拟，该工艺使用更少的能源，产生更少的排放，有用地整合了废物，而不会影响团聚物的质地。Foster、Ilja Popovs和Tomonori Saito对论文的不雅点进行了认识化。Nicholas Galan、Isaiah Dishner和Foster合成了单体亚基并优化了它们的团聚反馈。Joshua Damron进行了核磁共振波谱实验来分析反馈能源学。Jackie Zheng、Chao Guan和Anisur Rahman对最终材料的机械和热性能进行了表征。
扩大范围，打造轮回经济的异日
福斯特说：“咱们的愿景是，这个认识不错膨胀到任何具有某种主官能团的团聚物上。”要是扩大范围并使用其他添加剂，则不错开采更多种类的废物动作分子构建块，从而大大减少其他难以加工的塑料对环境的影响。轮回经济 —— 废物被从头行使而不是被丢弃 —— 因此成为一个更实验的野心。
征询东说念主员的下一个狡计是探索团聚物链中不同类型的亚基，并从头摆设它们以开发高性能热固性材料。这些材料包括环氧树脂、硫化橡胶、聚氨酯和硅树脂。与其他塑料不同，热固性塑料一朝固化，其简易交联的分子结构就会淆乱它们从头熔化或重塑，这使赢得收行使变得卓越繁重。
征询东说念主员还对工业加工经过中环境可抓续性的溶剂优化感敬爱敬爱。
福斯特说：“咱们还需要对这些废塑料进行一些预处理。”
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发布于：北京市