塑料是好東西,徹底改變了現代人的生活方式。但塑料不能降解,地球上越積越多的塑料垃圾又讓人頭疼不已。

多年來,科學家一直在想辦法。國內的研究人員,也找到了室溫降解塑料的方式。

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這一研究具體是如何降解的?未來有大規(guī)模推廣的可能嗎?

姜雪峰的降解理論

有數據顯示,全世界一年產生的塑料有6億噸。各種塑料制品,基本上都暴露在自然環(huán)境中,由于不能自然分解,越積累越多,就從有用的東西變成了有害的東西。

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塑料沒有實現閉環(huán),所以在人類社會乃至地球上,被使用過后就成了垃圾。

所謂的閉環(huán),可簡單理解為一種人類社會和自然環(huán)境里一種可循環(huán)的生態(tài)鏈。

比如說一顆蘿卜,它被栽種下后慢慢生長出來,長成蘿卜后被人食用,經過消化以糞便的形式排泄,最后又會回到自然界和土壤里。整個過程是循環(huán)的、可降解的。

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塑料則不同,你去菜市場買了一堆菜,購物用的基本是塑料袋。你把這些塑料帶回家里,等它完成任務后,又被你當垃圾扔了出來。

塑料袋在你手里沒有降解,即便被垃圾回收后,它仍然沒有降解,只是被丟棄、掩埋、焚燒,或者是用來做其他事了。

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在整個鏈條里,塑料沒有完成真正的分解,沒有回到自然界。讓塑料徹底降解,才能實現塑料生命周期的循環(huán)。

于是我國科學家研究出了為“光解”。所謂光解,是在常溫和常規(guī)的環(huán)境里,利用光來降解塑料使其結構重新分解,徹底回歸自然界。

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一項關鍵物質在海里

光解,肯定不是將塑料放在陽光下,它就能自己分解,在整個過程中,還需要一種催化劑來發(fā)揮關鍵作用。

而這種催化劑,就是鈾酰離子,在海洋里有大量的分布。它參與塑料的分解過程,利用自然光這種能量來源,就能將塑料分解的毫無痕跡。

而這種鈾酰離子,又來自于自然界的物質鈾238。一聽到的鈾,人們會立刻想到放射性與核武器。

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鈾的種類很多,具有放射性的是鈾235。鈾238幾乎沒有放射性,這也就是說還是存在放射性的,只是很低。

同時又說明,如果未來該技術推廣應用起來,塑料的降解,并不是普通人就能隨隨便便參與的。

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因為鈾這種物質,在地球上的分布很少且不均勻。目前科學界的研究是,在海水中含有大量的鈾元素。

需要先提煉海水,才能提取出鈾238作為催化劑。在姜雪峰看來,海水中的鈾含量很多,再加上鈾238放射性不高,不用擔心儲量和安全問題。

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話雖如此,但想象一下,未來的光解塑料技術如果真的大規(guī)模推廣開來,為了降解現有的塑料制品,各國肯定會拼命去提取鈾238。

到那個時候,這項技術反倒不重要了,重要的是鈾238這種關鍵性質的催化劑?,F代人類為了石油可以發(fā)動戰(zhàn)爭,未來誰能保證各國不會為了爭搶海水而爆發(fā)戰(zhàn)爭呢。

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當然,這種猜測已經超出了科學的范疇。那么利用光再加上催化劑,塑料究竟是怎么分解的呢?

塑料可分解成原料

這就是這種光解技術神奇的地方,利用太陽光就能完成塑料降解。

在此前的實驗中,科學家團隊使用最常見的9種塑料,進行了降解。在常溫和常規(guī)環(huán)境里降解后,塑料成功分解成了苯甲酸和對苯二甲酸等化工產品。

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這些化工產品,正是塑料原來的形態(tài)。姜雪峰表示,利用這些東西,可以重新去制造塑料。

如此一來,塑料的利用就形成了一個完美閉環(huán)。原材料制成塑料制品,用完之后經過分解再變成原料,然后再制造塑料。周而復始,就能永遠循環(huán)下去。

更重要的是,利用光解方式分解塑料,不用擔心塑料制品的污染等問題。

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大量的塑料制品,在變成垃圾后,色素、粘合劑、水漬以及其他污漬都混合在一起。傳統的塑料處理方式,還得對塑料進行分揀和清洗,一定要去除掉污漬才能處理。

光解塑料,則不用擔心這些污漬和別的東西。塑料制品不用分揀和清洗,不用清除上面的色素或者是標簽。

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因為不管是什么成分,在光解下都能完成降解。這就意味著,未來的塑料處理不用再分揀,只要是塑料制品就能統一分解處理。

降低了成本,亦提高了效率,大大推動了技術的實用性。甚至,不同類型的塑料,還能完全混合在一起進行降解。通過這種方式,塑料就變成能再利用的原料了。

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一兩天內就能分解塑料

現在的塑料制品,完全靠自然分解,需要幾百年甚至更久的時間,而光解塑料,則可以在一兩天內解決。

在研究中,團隊找到了鈾,用它來氧化硫,進而可以實現精準的調控。

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鈾在氧化過程中很環(huán)保而且很柔和,所以科學家就進一步想到,要是用硫來氧化塑料,切斷塑料內部分子的化學鍵,就能實現對塑料的精準降解了。

有了這個思路,他們就開始用鈾來做進行研究和論證。果然,塑料在可控的狀態(tài)下,被氧化和分解掉了。整個過程確實很快,用一兩天的時間,就能把塑料制品降解成原料。

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另一項國外的研究

不光國內的科學家在研究塑料降解,國外的科學家同樣在研究。德克薩斯大學下屬的一個實驗室的研究,此前也取得過相關進展。

該實驗室的科研人員,2022年在《自然》雜志上發(fā)表了一項研究,通過一種改造的酶來分解塑料,幾天內就能將PET塑料制品降解。

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目前地球上積累的塑料已經是海量,如果這些快速降解的方法,未來真能投入應用的話,那么這些塑料制品就再也不會被當成是垃圾了。

此外,科學家除了研究塑料如何降解外,也有科學家在研究,如何從制造塑料的源頭,加入可降解的科技。

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2021年,《自然》雜志發(fā)表了一項研究,加州大學的研究人員,發(fā)明了一種可生物降解的塑料

研究人員發(fā)明的塑料制品,可以像生物物質那樣進行分解。塑料降解后,還能作為肥料喂養(yǎng)土壤中的微生物。

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而且,溫度稍微高一些,就能將這些塑料分解。也就是說,未來的生物塑料如果被推廣,個人自己就能分解塑料,還能使用這種塑料來積肥。

不管是塑料降解,還是尋找新方式制造塑料,科學家在本質上考慮的問題都一樣。那就是,如何讓塑料的價值循環(huán)起來,而不是使用過后就成了沒用的垃圾。

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把塑料變成原來的狀態(tài)

塑料問題讓整個世界頭疼,但關鍵是要讓塑料重新發(fā)揮其應有的價值。

塑料被制成各種產品的時候,自身是有價值和用處的,而一旦被拋棄,就是因為它的價值不復存在了。

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只要重新讓它的價值顯現,并且形成一種價值循環(huán),人們自然就不會在丟棄塑料了。

如果光解塑料的這項技術推廣開來,所有塑料制品,又被分解成了原材料。到那個時候,每個人手里的塑料制品,就又變成寶貝了。

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回收塑料制品,不用再像現在這樣大力倡導,社會會根據塑料自身的價值,自然而然形成一門回收塑料的生意。

到那個時候,整個社會對塑料的利用,就形成了一種循環(huán)和閉環(huán),誰都不會再擔心塑料制品對環(huán)境帶來的危害了。

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們制造塑料,就是用各種小分子單體把塑料制成,讓它們發(fā)揮應有的作用。

不能因為用完了它,就不去思考它該用什么樣的方式回歸。變成原來的狀態(tài),形成一種良性循環(huán)的局面,人類制造的塑料,就能和自然環(huán)境和諧相處。

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結語:技術何時推廣應用

對大眾來說,更關心技術合適推廣應用。但是每一項科學研究,都不一定會馬上變成應用。

截止到目前,光解塑料的技術,是以成果的方式變成了論文發(fā)表了出來。何時真正的推廣,還沒有確切的消息。

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不光國內是如此,上面提到的國外的兩項研究,同樣也還處在科研狀態(tài),并沒有真正推廣。

研究和應用之間,是不同的思路和推動方式。下一步如何把科研成果落到實處,就不僅僅是技術上的問題,還有其他層面的考慮了。

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不過,目前的塑料污染問題已經迫在眉睫,越能早點推廣新技術,越能緩解污染導致的多種問題。因此對于新技術,社會是非常期待的。