北京時間7月16日凌晨，浙江大學(xué)王勇教授團(tuán)隊聯(lián)合英國卡迪夫大學(xué)、日本東京大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、中國計量大學(xué)等國內(nèi)外高校，在國際期刊《自然》發(fā)布全新塑料降解技術(shù)研究成果，徹底打破傳統(tǒng)廢塑料回收的技術(shù)局限。

　　研究團(tuán)隊突破了傳統(tǒng)塑料回收對高溫、高壓和復(fù)雜化學(xué)試劑的依賴，僅以水和氧氣兩種自然界最豐富、最廉價的物質(zhì)為反應(yīng)介質(zhì)，便可在溫和條件下將廢舊聚乙烯、聚丙烯乃至廢舊輪胎高效轉(zhuǎn)化為高附加值有機(jī)酸產(chǎn)品，為塑料廢棄物的高值化轉(zhuǎn)變開辟了全新路徑。

　　據(jù)介紹，當(dāng)前全球年產(chǎn)塑料超4億噸，大量廢棄塑料經(jīng)填埋、焚燒、隨意丟棄流入土壤與海洋，持續(xù)產(chǎn)生微塑料，帶來長期生態(tài)污染難題。現(xiàn)階段化學(xué)回收技術(shù)僅能處理約9%的廢塑料，且普遍存在明顯短板：大多依賴貴金屬催化劑，反應(yīng)需高溫高壓環(huán)境，不僅能耗、處理成本居高不下，催化劑還極易失效，難以規(guī)�；�落地。

　　目前，行業(yè)內(nèi)科研主流思路始終圍繞研發(fā)性能更強(qiáng)的催化材料展開�！白畛�，我們研究塑料降解的思路其實(shí)和大多數(shù)同行一樣，致力于開發(fā)性能更高的催化劑�！蓖跤禄貞浀�。

　　一次普通的對照實(shí)驗，卻徹底扭轉(zhuǎn)了團(tuán)隊的研究方向。博士生高瑞良在常規(guī)降解實(shí)驗中設(shè)置無催化劑空白對照組，按常理判斷，該組實(shí)驗不會發(fā)生任何反應(yīng)，可實(shí)驗數(shù)據(jù)卻顯示性質(zhì)穩(wěn)定的聚乙烯出現(xiàn)明顯降解。

　　“我們最開始認(rèn)為可能是操作失誤，或者反應(yīng)器中殘留了微量催化劑�！蓖跤陆榻B。為此，團(tuán)隊又開展數(shù)十組交叉重復(fù)驗證，塑料降解現(xiàn)象始終穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)�？蒲腥藛T最終確認(rèn)，不添加任何催化劑，塑料依舊可以完成降解。

　　王勇教授感慨，很多顛覆性科學(xué)突破都源于反常實(shí)驗數(shù)據(jù)，若簡單將異常結(jié)果歸為實(shí)驗誤差，便會錯失全新科學(xué)規(guī)律。

　　這一發(fā)現(xiàn)徹底打破了團(tuán)隊原有的研究框架，也讓研究重心從“開發(fā)更高效催化劑”轉(zhuǎn)向“揭示催化劑缺席時塑料為何仍能降解”的全新科學(xué)問題。

　　之后，團(tuán)隊深挖背后反應(yīng)機(jī)理，找到了降解現(xiàn)象的核心關(guān)鍵——微小液滴界面。

　　當(dāng)廢舊塑料與水、氧氣共同加熱時，熔融塑料在攪拌作用下被分散成無數(shù)微米尺度的油滴，形成穩(wěn)定的“水包油”微液滴體系。研究發(fā)現(xiàn)，在這些看似普通的液滴界面上，由于界面分子排列的不對稱性，會自發(fā)產(chǎn)生強(qiáng)局域電場。這種特殊的界面環(huán)境能夠促進(jìn)水分子活化，原位生成具有極強(qiáng)氧化能力的羥基自由基。

　　這些羥基自由基猶如一把把精準(zhǔn)的“分子剪刀”，能夠逐步切斷聚乙烯、聚丙烯等塑料中穩(wěn)定的碳—碳長鏈，將原本難以降解的高分子材料定向轉(zhuǎn)化為短鏈二元酸等高附加值化學(xué)品。

　　“整個過程不需要添加任何催化劑，僅依靠水和氧氣，在100多攝氏度的溫和條件下便可實(shí)現(xiàn)聚乙烯的完全轉(zhuǎn)化�！蓖跤卤硎�，更重要的是，反應(yīng)結(jié)束后不會產(chǎn)生任何微塑料殘留，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的徹底降解與高值利用。

　　記者了解到，這一發(fā)現(xiàn)不僅刷新了人們對于塑料氧化降解機(jī)制的認(rèn)知，也為塑料回收產(chǎn)業(yè)開辟了一條新的技術(shù)路線。原本價值低、處理成本高昂的廢棄塑料，有望直接轉(zhuǎn)化為高附加值化工原料，實(shí)現(xiàn)從環(huán)境負(fù)擔(dān)到資源財富的轉(zhuǎn)變。（科技日報杭州7月16日電）