蓋世汽車訊 近年來(lái)，塑料的可持續(xù)發(fā)展取得了很大的進(jìn)步，這在很大程度上要?dú)w功于科學(xué)的進(jìn)步。但是，雖然塑料變得越來(lái)越環(huán)保，但是這個(gè)世界仍然受到了塑料的污染，因?yàn)楹芏喙I(yè)都依賴塑料生產(chǎn)得到廣泛使用的產(chǎn)品。

據(jù)外媒報(bào)道，最近，美國(guó)阿克倫大學(xué)聚合物科學(xué)與工程學(xué)院的助理教授Junpeng Wang博士進(jìn)行了一項(xiàng)研究，找到了一種能夠減少?gòu)U料的解決方案，并為橡膠、輪胎、汽車和電子行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展未來(lái)開(kāi)辟了科學(xué)道路。該項(xiàng)研究得到了阿克倫大學(xué)的支持，Wang博士還獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)CAREER獎(jiǎng)。

Junpeng Wang博士（圖片來(lái)源：阿克倫大學(xué)）

目前的問(wèn)題是，包括橡膠和塑料在內(nèi)的合成聚合物幾乎被用于日常生活的方方面面。此種合成聚合物在很大程度上由于具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和多樣的力學(xué)性能而占統(tǒng)治地位，但是，也正由于具有高耐久性，由此類聚合物制成的廢料聚集于陸地和海洋，給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)了嚴(yán)重的問(wèn)題。

此外，由于90%以上的聚合物都由石油和煤炭等有限的自然資源制成，如果它們不能得到回收和再利用，此種材料的生產(chǎn)就具有不可持續(xù)性。

針對(duì)塑料可持續(xù)性挑戰(zhàn)，一個(gè)有發(fā)展前景的解決方案是用可回收的聚合物取代現(xiàn)有的聚合物，以實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)使用。盡管目前已取得了進(jìn)展，但很少有可回收聚合物具有傳統(tǒng)聚合物的優(yōu)良熱穩(wěn)定性和高性能力學(xué)性能。不過(guò)，Wang博士及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)的可回收材料在優(yōu)異熱穩(wěn)定性和靈活機(jī)械性能方面卻獨(dú)一無(wú)二。

Wang博士表示：“我們對(duì)以化學(xué)方式回收的聚合物特別感興趣，此類聚合物可以被分解成構(gòu)成它們的成分（單體），回收之后的單體可重復(fù)用于制造聚合物，讓材料循環(huán)使用，這不僅有助于保護(hù)用于塑料生產(chǎn)的有限自然資源，而且還解決了塑料物品壽命結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的廢料堆積問(wèn)題?！?/p>

設(shè)計(jì)以化學(xué)方式回收聚合物的關(guān)鍵是確定正確的單體。通過(guò)仔細(xì)計(jì)算，研究人員確定了一種靶向單體。之后，他們利用大量的起始原料，通過(guò)化學(xué)合成，制備了單體和聚合物。

Wang博士的研究團(tuán)隊(duì)包括聚合物科學(xué)研究生以及博士后科學(xué)家，旨在通過(guò)研發(fā)可分解成其組成部分的聚合物，以解決上述挑戰(zhàn)。當(dāng)解聚催化劑不復(fù)存在或被移除時(shí)，該聚合物仍具有高穩(wěn)定性，且其熱性能和力學(xué)性能可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足各種應(yīng)用的需要。

Wang博士表示：“我們研發(fā)的以化學(xué)方式回收的聚合物具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和堅(jiān)固的機(jī)械性能，可用于制備橡膠和塑料。我們預(yù)計(jì)此種材料可以替代現(xiàn)有聚合物，成為具有吸引力的候選材料。我們的分子設(shè)計(jì)以計(jì)算為指導(dǎo)，突出了計(jì)算和實(shí)驗(yàn)工作相結(jié)合的變革力。與其他被證明可回收的聚合物相比，我們研發(fā)的新型聚合物表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性以及更廣泛的力學(xué)性能。當(dāng)添加催化劑時(shí)，該聚合物可降解為單體，被回收。”

Wang博士研究團(tuán)隊(duì)的下一步是擴(kuò)大以化學(xué)方式回收的聚合物的范圍，以及研發(fā)碳纖維增強(qiáng)型聚合物復(fù)合材料。該團(tuán)隊(duì)還將分析此種工藝的經(jīng)濟(jì)性能，并對(duì)聚合物的商業(yè)化進(jìn)行生命周期分析。

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