塑膠是有用的和無處不在的 - 但這並不總是一個很好的組合。絕大多數塑膠垃圾都不能回收利用，這意味著它最終會被填埋或被倒入海洋。為了幫助解決這個問題，美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）的研究人員現在設計了一種新型塑膠，在回收利用之前，這種塑膠顯然可以直接還原到其分子成分。

據聯合國統計，每年全球生產約3億噸塑膠廢物。因此，這種垃圾已經進入海洋最深處，進入食物鏈，甚至可能在地球的地質記錄上留下不可磨滅的印記。

隨著對這個問題的認識不斷增加，我們看到禁止使用一次性塑膠，大型海洋清理專案啟航，以及回收塑膠垃圾的創造性用途，例如將它們變成各種各樣的東西，如腳踏車道、鞋子、藝術裝置和柴油等。

然而即使有所有這些選項，大部分塑膠垃圾最終都會被填埋或焚燒，這主要是因為塑膠是一種難以回收的材料。問題是不同型別的塑膠通常都是被一起回收的。這意味著它們都被搗碎成一種具有一些相對不可預測的特性的新物質。

因此，伯克利實驗室團隊專注於其使用後的用途，而不是根據其使用壽命設計塑膠。這種名為聚（二酮乙醯胺）或PDK的新產品可以減少回其組成分子部分，然後根據需要重新“組裝”。

“大多數塑膠從未被製成回收，”該研究的第一作者Peter Christensen說道。“但我們已經發現了一種組裝塑膠的新方法，從分子角度考慮回收利用。”

最基本的塑膠構件是稱為單體的分子，它們緊密地結合在一起形成聚合物並與其他化學新增劑混合。通常這些粘合劑很難破裂，但PDK塑膠中的單體設計更容易分開，以後可以重建成新的東西。

“使用PDKs，傳統塑膠的不變分子鍵被可逆性分子鍵所取代，從而可以更有效地回收塑膠，”該研究的首席研究員Brett Helms說。

為此，可以將一塊舊的PDK塑膠浸入酸中。這降低了這些鍵並將材料還原成其原始單體，並將它們與其他化學新增劑分離。然後這些單體可以重新用於新的塑膠產品中。

該團隊測試了材料的各種混合物，然後證明整個迴圈可以按預期工作。PDK塑膠在酸中被有效分解，然後將所得單體重建成新塑膠。舊產品的顏色和其他屬性不會影響新產品。該團隊表示，透過新增新化學品，塑膠也可以“升級”成更高質量的產品。

酸不是破壞其分子鍵的唯一方法。其他可回收塑膠顯然可以使用熱或其他化學催化劑恢復到其單體狀態。PDK和其他可回收塑膠的最終目標是使塑膠行業更“迴圈”，而不是通向海洋的線性。但當然，這需要一些非常大的基礎設施變更，包括新的回收計劃和專門設施。

Helms說道：“我們正處於一個關鍵時刻，我們需要考慮現代化回收設施所需的基礎設施，以便進行未來的廢物分類和處理。如果這些設施的設計目的是回收利用PDK及相關塑膠，那麼我們就能更有效地將塑膠從垃圾填埋場和海洋中轉移出來。開始考慮如何設計材料和回收設施使塑膠迴圈利用是一個激動人心的時刻。”

該研究發表在《自然化學》雜誌上。