能源部的研究人员通过发明一种新型塑料解决了塑料污染的一个关键问题，这种塑料可以分解成单体，然后重新用于回收多次。塑料污染问题的主要挑战之一是，即使我们对回收和再利用塑料最感兴趣，迄今为止回收仅限于某些类型的塑料，甚至它们通常只能重复使用一次。为了解决这个问题，美国能源部(DOE)劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)开发了一种新的可回收塑料，研究员将其与LEGO块进行比较，将其拆分成分子部件，然后重新组装成不同的形状，纹理和颜色多次。

伯克利实验室分子铸造厂的博士后研究员彼得克里斯滕森说，这种特性使得新材料称为聚(二酮二胺)(PDK)，能够一次又一次地回收利用，扩大了它的再利用可能性。

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“大多数塑料从未被制成回收，”他说。“但我们已经发现了一种组装塑料的新方法，从分子角度考虑回收利用。”

多年来，塑料一直是一种有用的材料，因为它具有坚固，轻质的特性 - 但现在全世界都在为污染付出代价，因为它已被用于各种各样的应用，特别是塑料瓶和袋等一次性使用形式。

回收塑料是有用的，大多数目前使用的塑料含有各种添加剂，如染料，填料或阻燃剂;这意味着只有少数可以回收而不会失去性能或美观。

事实上，即使是最可回收的塑料，PET或聚(对苯二甲酸乙二醇酯)，也只能在20%到30%的时间内回收利用，其余的则在焚烧炉或垃圾填埋场中完成其余的废弃物。

所有塑料都由称为聚合物的分子组成，这些分子由称为单体的较短的含碳化合物的重复单元组成。为了使塑料在制造中有用，添加了使其坚韧或更柔韧的化学品，它们与单体紧密结合，即使在加工后也保留在塑料中。

研究人员正在寻找他们所谓的“圆形”塑料 - 其单体可以重复使用，分解并在循环时尚。

“圆形塑料和塑料回收是一项巨大的挑战，”伯克利实验室分子铸造厂的一名科学家布莱特赫尔姆斯说。“我们已经看到塑料废物泄漏到我们的水生生态系统中的影响，这种趋势可能会因为制造的塑料数量增加以及它对我们的市政回收基础设施产生的下游压力而加剧。”

他说，PDK塑料解决了这个问题，因为研究人员可以通过在高酸性溶液中浸泡材料来回收其单体并将其从任何复合添加剂中释放出来。这破坏了单体之间的键并将它们与化学添加剂分离。

“我们对塑料生命周期从线性到圆形重定向的化学感兴趣，”赫尔姆斯说。“我们看到有机会在没有回收选项的地方发挥作用。”研究人员在“自然化学”杂志上发表了一篇关于他们工作的论文。

他说，有些东西现在可以通过PDK回收，而以前它们不能包括粘合剂，手机壳，表带，鞋子，计算机电缆和通过模塑热塑料材料制成的硬质热固性塑料。

研究人员还证明，他们可以将回收的PDK单体重新用于聚合物中，然后将这些聚合物再循环到新的塑料材料中，而不会继承原始材料的颜色或其他特征。这有助于升级回收过程，因为塑料可以重新塑造成完全不同的东西。

该团队的下一步是开发具有各种热性能和机械性能的PDK塑料，用于各种应用，包括纺织品，3D打印和泡沫。研究人员表示，他们还致力于将植物和其他可持续材料纳入PDK的未来版本。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰写了20多年的技术和文化。她曾在凤凰城，旧金山和纽约市作为专业记者生活和工作。在空闲时间，她喜欢冲浪，旅游，音乐，瑜伽和烹饪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一个村庄。