蓋世汽車訊 近年來，塑料的可持續(xù)發(fā)展取得了很大的進步，這在很大程度上要歸功于科學的進步。但是，雖然塑料變得越來越環(huán)保，但是這個世界仍然受到了塑料的污染，因為很多工業(yè)都依賴塑料生產(chǎn)得到廣泛使用的產(chǎn)品。

據(jù)外媒報道，最近，美國阿克倫大學聚合物科學與工程學院的助理教授Junpeng Wang博士進行了一項研究，找到了一種能夠減少廢料的解決方案，并為橡膠、輪胎、汽車和電子行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展未來開辟了科學道路。該項研究得到了阿克倫大學的支持，Wang博士還獲得了美國國家科學基金會CAREER獎。

Junpeng Wang博士（圖片來源：阿克倫大學）

目前的問題是，包括橡膠和塑料在內(nèi)的合成聚合物幾乎被用于日常生活的方方面面。此種合成聚合物在很大程度上由于具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和多樣的力學性能而占統(tǒng)治地位，但是，也正由于具有高耐久性，由此類聚合物制成的廢料聚集于陸地和海洋，給生態(tài)系統(tǒng)帶來了嚴重的問題。

此外，由于90%以上的聚合物都由石油和煤炭等有限的自然資源制成，如果它們不能得到回收和再利用，此種材料的生產(chǎn)就具有不可持續(xù)性。

針對塑料可持續(xù)性挑戰(zhàn)，一個有發(fā)展前景的解決方案是用可回收的聚合物取代現(xiàn)有的聚合物，以實現(xiàn)材料的循環(huán)使用。盡管目前已取得了進展，但很少有可回收聚合物具有傳統(tǒng)聚合物的優(yōu)良熱穩(wěn)定性和高性能力學性能。不過，Wang博士及其團隊研發(fā)的可回收材料在優(yōu)異熱穩(wěn)定性和靈活機械性能方面卻獨一無二。

Wang博士表示：“我們對以化學方式回收的聚合物特別感興趣，此類聚合物可以被分解成構(gòu)成它們的成分（單體），回收之后的單體可重復用于制造聚合物，讓材料循環(huán)使用，這不僅有助于保護用于塑料生產(chǎn)的有限自然資源，而且還解決了塑料物品壽命結(jié)束時產(chǎn)生的廢料堆積問題?！?/p>

設計以化學方式回收聚合物的關(guān)鍵是確定正確的單體。通過仔細計算，研究人員確定了一種靶向單體。之后，他們利用大量的起始原料，通過化學合成，制備了單體和聚合物。

Wang博士的研究團隊包括聚合物科學研究生以及博士后科學家，旨在通過研發(fā)可分解成其組成部分的聚合物，以解決上述挑戰(zhàn)。當解聚催化劑不復存在或被移除時，該聚合物仍具有高穩(wěn)定性，且其熱性能和力學性能可以進行調(diào)節(jié)，以滿足各種應用的需要。

Wang博士表示：“我們研發(fā)的以化學方式回收的聚合物具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和堅固的機械性能，可用于制備橡膠和塑料。我們預計此種材料可以替代現(xiàn)有聚合物，成為具有吸引力的候選材料。我們的分子設計以計算為指導，突出了計算和實驗工作相結(jié)合的變革力。與其他被證明可回收的聚合物相比，我們研發(fā)的新型聚合物表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性以及更廣泛的力學性能。當添加催化劑時，該聚合物可降解為單體，被回收。”

Wang博士研究團隊的下一步是擴大以化學方式回收的聚合物的范圍，以及研發(fā)碳纖維增強型聚合物復合材料。該團隊還將分析此種工藝的經(jīng)濟性能，并對聚合物的商業(yè)化進行生命周期分析。

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