维度网讯,爱丁堡大学(University of Edinburgh)与德国凯泽斯劳滕-兰道RPTU大学(RPTU University Kaiserslautern-Landau)的研究人员开发出一种简便的化学工艺,可将传统塑料转化为降解速度更快的可生物降解材料,为解决全球塑料污染问题提供了新思路。
研究人员提出采用硫代化试剂(thionating agent),通过一步反应将传统塑料(如食品包装和3D打印用塑料)的化学结构进行改造:去除与碳原子化学键合的氧,用硫原子替代。这一转变生成了由碳-硫键构成的聚硫酯(polythionoesters)长分子。由于碳-硫键弱于原始塑料中的碳-氧键,新材料在具备不同物理性质的同时,也更易分解。
当前约99%的流通塑料不可生物降解,而现有的环保替代品要么降解缓慢,要么需要高温和刺激性化学物质才能有效分解。新工艺为这一关键环境挑战提供了应对方案。爱丁堡大学化学学院的Jennifer Garden博士共同领导了这项研究。她指出,聚酯的硫代化在技术上具有挑战性,因为这类材料对硫代化的反应性低于许多其他聚合物,且传统途径获得聚硫酯较为困难。研究人员在聚己内酯(polycaprolactone)上测试了新方法,这是一种用于食品包装、3D打印和生物医学植入物的可生物降解塑料。结果显示,该工艺易于扩展,能够快速转化大量塑料,且通用性较强,可适用于多种塑料的升级回收。
研究团队承认,仍需进一步研究才能充分了解聚硫酯分解产物的环境影响,以确保新材料具备长期可持续性与安全性。该研究成果发表在Cell Press旗下期刊《Chem Circularity》上。英国研究与创新署(UKRI)、皇家学会(Royal Society)、法国国家研究署(French National Research Agency)和法国国家科学研究中心(CNRS)共同资助了这项研究。
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