科学家运用激光解决全球塑料污染问题

一个团队发明了一种激光技术，可以将坚硬的塑料分解成有价值的成分，为解决全球塑料污染提供了一种新的、可持续的方法。

由德克萨斯工程师公司领导的一个全球研究小组已经开发出一种基于激光的方法，可以将塑料和其他材料中的分子分解成它们的基本成分，以供将来再利用。

这一发现涉及将这些材料铺在称为过渡金属二硫化物的二维材料上，然后点燃它们，这有可能改善我们处理塑料的方式，这些塑料用今天的技术几乎是不可能分解的。

“通过利用这些独特的反应，我们可以探索将环境污染物转化为有价值的、可重复使用的化学品的新途径，为更可持续和循环经济的发展做出贡献，”科克雷尔工程学院沃克机械工程系教授、该项目的负责人之一郑跃兵（音译）说。“这一发现对解决环境挑战和推进绿色化学领域具有重大意义。”

这项研究最近发表在《自然通讯》杂志上。该团队包括来自加州大学伯克利分校的研究人员；日本东北大学;劳伦斯伯克利国家实验室；贝勒大学;以及宾夕法尼亚州立大学。

解决塑料污染问题

塑料污染已经成为一场全球性的环境危机，每年有数百万吨塑料垃圾堆积在垃圾填埋场和海洋中。传统的塑料降解方法往往是能源密集型的，对环境有害，而且无效。研究人员设想利用这一新发现开发有效的塑料回收技术来减少污染。

研究人员使用低功率光来破坏塑料的化学键，并产生新的化学键，将材料变成发光的碳点。碳基纳米材料需求量很大，因为它们具有许多功能，这些点可能被用作下一代计算机设备的记忆存储设备。

加州大学伯克利分校的博士后李金刚（Jingang Li）说：“将塑料本身可能永远不会分解，并将其转化为对许多不同行业有用的东西，这是令人兴奋的。”李金刚在德克萨斯大学开始了这项研究。

更广泛应用的潜力

这种特殊的反应被称为C-H活化，即有机分子中的碳氢键被选择性地破坏，并转化为新的化学键。在这项研究中，二维材料催化了这一反应，导致氢分子变形为气体。这为碳分子相互结合形成信息存储点扫清了道路。

研究团队表示，需要进一步的研究和开发来优化光驱动碳氢活化过程，并将其扩大到工业应用。然而，这项研究代表了在寻求塑料废物管理可持续解决方案方面迈出的重要一步。

本研究证明的光驱动C-H活化过程可以应用于许多长链有机化合物，包括聚乙烯和纳米材料系统中常用的表面活性剂。

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