塑料污染是环境治理的核心难题之一，当前常见的填埋、焚烧、降级回收等方式，都难以完全消化源源不断的塑料垃圾。但科研人员正在换一种思路：不再只想着“消灭”塑料，而是把它拆解、重组，变成燃料、化学品、新材料，甚至重新回到制造链条中。近年来，相关技术不断刷新想象，废塑料正被重新定义为一种“原材料”。本文为大家梳理了最新研究进展，一起看看塑料“变废为宝”的下一站。
南伊利诺伊大学卡本代尔分校的研究人员正在探索能否利用解决塑料污染问题来帮助解决食物安全问题。该研究源于美国宇航局（NASA）对于“如何在资源受限的宇宙中生产食物”的探索。研究团队用一种名为“氧化水热溶解”的专有技术，将聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、废弃的玉米秸秆和玉米叶以及其他生物质分解为微生物可利用的化合物，然后利用经基因工程改造的酵母，将它们转化为新的蛋白质、脂肪、酸类等食物成分，再与膳食纤维、淀粉和甜味剂混合，通过3D打印机制成一种名为µBites的高蛋白饼干。相关资料表明，µBites安全可食用，目前正处于等待批准阶段。
塑料和汽油本是一家，都来自石油，因而二者之间有转换的可能性。华东师范大学化学与分子工程学院全重实验室研究团队牵头将传统石油加工的两个核心工艺原理相融合，开发出全球首创的室温催化转化技术。该技术利用离子液体将混合废塑料转化为无氯的高品质燃料，不仅常温即可运行，还没有有毒副产物，能有效阻断氯污染，兼顾资源利用与环境安全。实验数据显示，该技术不仅相比传统模式能耗降低70%以上，还可将混合废塑料一步转化为高标号汽油，碳原子利用率超过95%。而且，该技术还高度兼容现有炼化工艺，产业应用前景可期。
来自英国爱丁堡大学的研究团队以磷酸盐为催化剂，利用经过基因工程改造的大肠杆菌，将广泛使用的PET塑料中的分子转化成了泰诺等止痛药中的活性成分对乙酰氨基酚（也称为扑热息痛）。在当前的实验中，“改良版”大肠杆菌可在48小时内转化92%的分解后塑料废弃物，鉴于许多药物与对乙酰氨基酚一样，成分含有化石燃料，这一创新工艺未来或许能为药物生产提供一条更可持续的途径。当然，实现工艺的规模化生产还有很长的路要走，但细菌这种“化塑料为神奇”的潜力值得更多关注，也为人们解决塑料污染问题提供了启发。
弗吉尼亚理工大学的研究团队开发出一种将聚氯乙烯（PVC）转化为聚α-烯烃的方法，后者是发动机油等润滑油中的重要成分。一直以来，因为含有氯且通常包含多种添加剂，PVC的回收尤为困难，大量PVC废弃物最终被填埋。与此同时，机油等润滑油的需求持续增长，而其生产过程往往会带来巨大的环境代价。因此，该研究成果有望同时解决两个独立的环境问题：降低PVC回收难度、减少塑料垃圾，以及以更可持续的方式生产高价值工业润滑油。该团队此前还曾开发将其他类型的塑料废料转化为可用于肥皂和洗涤剂等产品的表面活性剂的方法。
聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）等塑料所具有的碳碳双键非常稳定，需要消耗大量能量才能将其断裂。目前，回收此类塑料的唯一商业化方法是热解，但该方法能耗高且会产生大量温室气体排放，考虑到热解油作为最终产品的价值较低，这种方法的成本过高，难以推广。为此，新加坡南洋理工大学的科学家们开发出一种工艺，可在室温条件下，利用发光二极管（LED）和市售催化剂将大多数塑料升级再利用为甲酸和苯甲酸等化学成分，用于制造燃料电池和液态有机氢载体（LOHCs）中使用的其他化学物质，以低能耗助力清洁能源发展。
新加坡国立大学的研究团队发现了一种方法，可将废弃PET塑料瓶转化为超轻PET气凝胶，该材料质地柔软、柔韧、耐用、极其轻便且易于处理，还具有卓越的隔热性能和强大的吸收能力。这些特性使其在应用前景广泛，包括建筑物的隔热和隔音、石油泄漏清理等，且尤其适合用作消防员防护服套和二氧化碳吸收面罩——传统防护服体积笨重，且通常需与其他呼吸和安全设备配合使用，对于长时间执行任务的消防员负担较大，而实验数据显示，这种PET气凝胶能承受620℃的高温，比传统防护服隔热内衬耐受温度高出7倍，但重量仅为10%左右。
碳纳米管是由单层或多层石墨烯片卷曲形成的中空圆柱状纳米材料，因集高强度、超导电、高导热于一身，被誉为材料界的“六边形战士”，效果远超炭黑、碳纤维等传统材料。当前，各国研究人员都在探索如何将塑料垃圾转变为碳纳米材料的原料，来自英国的初创企业TrimTabs开发了一种创新工艺，首先将塑料与溶剂混合，有助于分解聚合物并去除污染物，然后将浓缩的塑料-溶剂混合物加热到高温，通常约为900～950°C，以产生碳纳米管。该团队预计这种技术可以处理200多种潜在塑料原料，甚至还可以通过搭配多种塑料类型来调节所得纳米管的特性。
来源丨可持续发展经济导刊
文丨朱琳
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