一種新的塑膠已經誕生,其製造商表示,它結合了耐用性和完全可回收性,同時如果處理不當,也會在海水和土壤中分解。考慮到海洋中塑膠堆積的規模以及環境中微塑膠的廣泛存在,任何解決方案都是受歡迎的,但之前就已經提出希望。
很難跟上規模生長在各個海洋中。同時,較大塑膠製品分解產生的微塑膠也出現在。儘管微塑膠的危害有多大,有跡象表明,即使它們本身無害,它們也可以提供搭便車。
由於許多人顯然抵制所有負責任地處理塑膠製品的呼籲,而回收計畫只能解決一小部分問題,因此迫切需要一種技術解決方案。日本理化學研究所新興物質科學中心的研究人員表示,他們已經找到了答案。
許多塑膠宣傳自己是可生物降解的,但雖然有些塑膠確實可以在堆肥箱甚至垃圾掩埋場中分解,但它們在鹹水中卻不會分解。為了解決這個問題,RIKEN 團隊將兩個單體結合在一起,並在它們之間建立鹽橋。每種單體都很容易被細菌消耗,事實上,其中一種——六偏磷酸鈉——是一種常見的食品添加劑,經過廣泛的測試發現對動物無害。
單體之間的鍵基於可逆相互作用,因此研究小組希望它們能夠在需要時分開,從而使每個單體都能安全地吸收到環境中。
(A) SHMP(橘色)和硫酸胍 (Gu) 基單體的分子結構。 (B) 混合單體水溶液後自發液液分離。下層液體乾燥後形成可降解塑膠。
圖片來源:RIKEN
東京大學 Takuzo Aida 教授在一份報告中表示:“雖然人們認為超分子塑料中鍵的可逆性質使其變得脆弱且不穩定,但我們的新材料卻恰恰相反。”陳述。
混合這些成分產生兩種不能混合的液體,並排出硫酸鈉。一旦鹽被去除,較濃稠的液體乾燥,它就變成了一種塑料,團隊稱之為烷基 SP2。將單體連接在一起的橋樑是穩定的,除非暴露於海水中常見的鹽類,在這種情況下,烷基 SP2產品在數小時內就會完全分解。
與其他熱塑性塑膠一樣,烷基 SP2製造商報告說,可以在 120°C (248°F) 以上的溫度下重塑形狀,以適應所需的形狀,而且無毒。透過在第二單體的一系列候選材料中進行選擇,可以改變硬度以滿足要求。一項小型試驗透過使用酒精和鹽水的組合回收了 80% 以上的回收成分。
測試表明烷基SP2如果塑膠製品沒有進入海洋,塑膠片會在 10 天內在土壤中生物降解,甚至在進入海洋時提供氮和磷形式的肥料。此外,其原材料不像目前大多數塑膠那樣從原油中獲得。
「利用這種新材料,我們創造了一個新的塑料系列,它們堅固、穩定、可回收,可以發揮多種功能,而且重要的是,不會產生微塑料,」Aida 說。
事實上,故障率已在一家著名期刊上發表,這一事實使這項工作比過去的此類說法更具可信度,但在我們宣布這個問題得到解決之前,還有很長的路要走。
需要解決的一個問題是成本,以及以這種方式製造的塑膠對於那些不願意支付額外費用的人來說是否具有競爭力。
然而,潛在的一個更大的問題是,海洋塑膠的最大來源不是水瓶或購物袋,儘管它們同樣重要,但捕魚設備。在鹽水中分解的塑膠可能很難賣給拖網漁船,所以我們可能還無法解決這個問題。
該作品發表在期刊上科學。