维度网讯,弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)化学家兼化学工程师刘国梁(Guoliang “Greg” Liu)及其团队开发出一种工艺,可将聚氯乙烯(PVC)转化为聚α-烯烃,聚α-烯烃是发动机油等润滑剂的主要成分。研究结果于2026年8月5日发表在《自然》(Nature)杂志上。废弃的PVC管道、窗框乃至信用卡,有望借此变成工业原料,而不是进入垃圾填埋场。

PVC是应用最广的塑料之一,因含氯且不同厂商所用添加剂不同,回收难度大,大量废料最终被填埋。润滑剂行业则面临生产成本高、需求持续增长的问题。从割草机、乘用车到喷气发动机,各类机械都离不开润滑剂,可靠的组分供应对多个行业意义重大。将废弃PVC转化为润滑剂组分,可同时缓解这两方面的压力。

实验流程是:把来自家庭水管、窗户结构和信用卡的PVC材料投入溶剂,加入三氯化铝和α-烯烃,加热至158华氏度并保持三小时,从溶剂中回收得到一种相对粘稠的润滑油。刘国梁表示,这是一条利用塑料废弃物制造高性能润滑剂的可行路径,所得润滑剂也是绿色产品,可以满足市场对可持续性的新需求。
课题的起点,是刘国梁团队此前在《科学》(Science)和《自然·可持续性》(Nature Sustainability)上报道的工作。在这些研究中,团队曾将其他塑料废弃物转化为用于肥皂和洗涤剂等产品的表面活性剂。该路径成功后,研究人员开始针对PVC开展工作,目标是帮助提高PVC的回收利用和升级再造水平。
刘国梁组建了一个研究生小组推进课题。当时正在攻读博士最后学年的埃里克·穆尼亚内扎·努瓦约(Eric Munyaneza Nuwayo)负责领导研究;化学专业研究生康纳·S·汤普森(Connor S. Thompson)在导师建议下转投该项目;一年级研究生艾比·奇维耶洛(Abby Civiello)加入后很快成为实验室主力。刘国梁称他们为“三个火枪手”。

研究初期,团队试图通过取代氯原子,把PVC分子转化为其他化学结构。按刘国梁当时的设想,PVC是聚乙烯的一种最活化形态,用其他基团替换氯原子应能轻松转化为新分子。但早期产物不具备实用特性,得到的材料依然柔软、有些粘稠,性能达不到要求。

刘国梁由此意识到,既然聚合物如此粘稠柔软,不如直接把聚合物链不断断裂成更小片段。他没有把柔软视为失败,而是考虑继续缩短聚合物链是否会产生更可用的东西。这一思路改变了研究走向。

随着转化过程完善和材料评估推进,刘国梁开始判断产物可能不止是PVC回收新路径,还具备商业价值。他将油样送至德克萨斯A&M大学(Texas A&M University)的阿里·埃尔德米尔(Ali Erdemir)团队评估,并与加州理工学院(Caltech)的威廉·戈达德(William Goddard)合作进行化学计算。弗吉尼亚理工大学同事陈曦(Xi Chen)则研究了工艺的经济和制造环节,建立了润滑油大规模生产模型。刘国梁表示,下一挑战是提高润滑剂的可持续性和可及性。他希望这种油能在更大规模上生产,服务更多人,并将润滑剂形容为“悄无声息的英雄”。
该研究论文题为“Upcycling of polyvinyl chloride into polyalphaolefin lubricants”,发表于《自然》。论文作者包括Eric Munyaneza Nuwayo、Connor Thompson、Abby Civiello、Adrian DiMarco、Jingtao Zhang、Seungjoo Lee、Gugyeong Sung、Tridip Das、Yue Zhang、Clark Vu、Shelby Koshak、John B. Matson、Ali Erdemir、William A. Goddard III、Xi Chen和Guoliang Liu。





















