日本科学家创造可在海水中隔夜溶解且不产生 Microplastic 的新型塑料

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塑料经久耐用且坚固，这在它们被使用时很好，但当它们最终进入环境时却令人沮丧。日本RIKEN的科学家们开发出一种新型塑料，它在日常使用中同样稳定，但能在海水中迅速溶解，留下安全的化合物。

塑料的优点在于，它们由强大的共价键制成，这些共价键将其分子结合在一起，这意味着需要大量的能量才能将其断裂。这就是为什么它们如此坚固、持久，并且非常适合从包装到玩具的各种用途。

但这些相同的强键在塑料产品的使用寿命结束后就成了一个问题。你用过一次就扔掉的杯子会在垃圾填埋场里存放数十年，甚至数百年，才会完全分解。当它分解时，会形成 microplastic 碎片，这些碎片正在出现在自然界的各个角落，包括我们的身体内部，在那里它们以我们才刚刚开始了解的方式对我们的健康造成严重破坏。

RIKEN 的研究人员现在开发出一种新型塑料，它在需要时可以像普通塑料一样发挥作用，并在不需要时 легко 分解成安全的化合物。据该团队称，它由所谓的超分子聚合物制成，这些聚合物具有可逆的键，其功能类似于可以连接、移除和重新连接的便利贴。

该团队希望制造一种特定类型的超分子聚合物，它既能满足塑料的通常用途，又能在温和条件下，仅留下无毒化合物的情况下，在需要时快速分解。

在筛选了一系列分子后，研究人员确定了一种特殊的组合，似乎具有合适的特性——六偏磷酸钠（一种常见的食品添加剂）和基于胍离子的单体（用于肥料）。当这两种化合物在水中混合时，它们会形成一种粘性物质，干燥后可以形成塑料。

两种成分之间的反应在分子之间形成“盐桥”，使材料像传统塑料一样坚固而有弹性。但是，当它们浸泡在海水中时，电解质会解开这些键，材料就会溶解。

新型塑料的艺术效果图，显示了水面以上的强键以及它们浸没在海水中时如何分解 RIKEN

在实践中，该团队发现该材料在使用过程中与普通塑料一样坚固，并且不易燃、无色且透明。但是，当浸入海水中时，塑料会在大约 8 个半小时内完全溶解。

当然，任何可降解塑料材料都存在一个主要障碍：如果在你想让它分解之前，它就与破坏它的催化剂接触怎么办？毕竟，如果某些液体会溶解塑料杯，那它就没用了。

在这种情况下，该团队发现应用疏水涂层可以防止材料过早分解。当你最终想要处理它时，只需在表面上轻轻划一下，就足以让海水重新进入，从而使材料像未涂层的片材一样快速溶解。

虽然一些可生物降解的塑料仍然会留下有害的 microplastics，但这种材料会分解成氮和磷，这些是对植物和微生物有用的营养物质。也就是说，这些物质过多也会对环境造成破坏，因此该团队建议，最好的方法可能是在专门的工厂进行大部分回收，在那里可以回收产生的元素以供将来使用。

但是，如果其中一些最终进入海洋，与当前的塑料废物相比，它的危害会小得多，甚至可能是有益的。

描述这项研究的论文发表在期刊Science上。

来源：RIKEN