研究人员发现塑料释放有害碎片的原因

塑料独特的结构使其用途广泛，但也使其容易形成危险的微观和纳米级碎片

日期：2025年4月7日

来源：Columbia University School of Engineering and Applied Science

摘要： 世界各地充斥着数万亿计的微观和纳米级塑料碎片。它们可能比病毒还小，足以破坏细胞甚至改变 DNA。研究人员几乎在他们所寻找的任何地方都发现了它们，从南极的雪到人类的血液。在一项新的研究中，科学家们阐明了导致这些小碎片大量脱落的分子过程。

完整内容：

世界各地充斥着数万亿计的微观和纳米级塑料碎片。它们可能比病毒还小，足以破坏细胞甚至改变 DNA。研究人员几乎在他们所寻找的任何地方都发现了它们，从南极的雪到人类的血液。

在一项新的研究中，科学家们阐明了导致这些小碎片大量脱落的分子过程。自从75年前进入市场以来，塑料已经变得无处不在，因此可以推测，Nanoplastics 也同样普遍。事实证明，塑料坚固且柔韧的特性也使其容易形成 Nanoplastics —— 这适用于75-80%的塑料，这些塑料在业界被称为半结晶聚合物。Columbia Engineering 的 Chemical Engineering 教授 Sanat Kumar、Michael Bykhovsky 和 Charo Gonzalez-Bykhovsky 领导了这项研究。

如果你用强大的显微镜观察一块塑料，你会看到硬质材料和软质材料交替的层。在硬质层中，塑料分子以强大的晶体结构刚性地排列。在软质层中，分子缺乏结构，形成柔软的无定形物质。当数千层这样的层堆叠在一起时，它们会形成一种轻质、耐用且用途广泛的材料。重要的是，这些材料通过软硬相之间的连接获得其独特的属性。

在3月28日发表在 Nature Communications 杂志上的一篇论文中，研究人员解释了 Nanoplastics 是如何形成的。他们发现这个过程始于软质层，这些软质层随着时间的推移由于环境退化而变得脆弱，即使塑料没有受到应力也会断裂。这些软质碎片本身在环境中会迅速分解。当软质层失效导致硬质层断裂时，问题就出现了。这些结晶碎片就是纳米级和微米级的塑料，它们可以在环境中存在数百年，并对包括人类在内的生物体造成重大损害。