近年來，得益于科學的不斷進步，塑料的可持續性取得了長足的進步。但即使塑料變得越來越環保，由于許多行業仍然使用塑料生產產品，世界環境依然不斷受到污染。

阿克倫大學(the University of Akron，UA)聚合物科學與聚合物工程學院助理教授Junpeng Wang博士最新的一項研究對此推出了新的解決方案，為更可持續的未來開辟了一條科學途徑，大大吸引了橡膠、輪胎、汽車和電子行業。此項研究已獲得UA的支持，但Wang博士最近還獲得了國家科學基金會職業獎(National Science Foundation CAREER Award)，而該獎也將支持這項研究的未來發展。

(圖片來源：阿克倫大學)

當前的問題是生活的各個方面都有用到合成聚合物，包括橡膠和塑料。合成聚合物具有出色的穩定性和多功能機械性能，因此廣受歡迎。然而由于這些聚合物具有高耐久性，因此由這些材料構成的廢棄材料不斷在陸地和海洋中積累，對生態系統造成了嚴重影響。

此外，由于這些聚合物90%以上由有限的自然資源(如石油和煤炭)構成，因此如果不能回收和再利用，這些材料的生產是不可持續的。

解決塑料可持續性挑戰的一個有效解決方案是用可回收的聚合物代替當前的聚合物，以實現材料的循環使用。目前已取得部分進展，但仍然很少有可回收聚合物能夠表現出傳統聚合物優異的熱穩定性和高性能機械性能。而此次Wang博士及其團隊開發的可回收材料具有卓越的熱穩定性和多功能的機械性能。

Wang博士表示：“我們對化學可回收聚合物特別感興趣，這些聚合物可以分解成制造成分(單體)。回收的單體可以重復使用，用來生產聚合物，從而實現材料的循環使用，不僅有助于保護塑料生產中使用的有限自然資源，還解決了塑料在生命周期結束時不必要的積累問題。”

化學可回收聚合物設計的關鍵是確定正確的單體。通過仔細計算，研究人員確定了一種靶向單體，使用大量可用的起始材料，并通過化學合成制備單體和聚合物。

此研究小組的研究人員都是聚合物科學研究生和博士后科學家，他們的目標是通過開發可分解成其組成部分的聚合物來應對塑料挑戰。當解聚催化劑不存在或去除時，該聚合物可實現高度穩定，并可以調整熱和機械性能以滿足各種應用的需要。

Wang博士表示：“我們開發的化學可回收聚合物顯示出優異的熱穩定性和強大的機械性能，可用于制備橡膠和塑料。我們希望未來這種材料可以替代當前聚合物。我們的分子設計以計算為指導，突出了整合計算和實驗工作的轉化能力。與已證明的其他可回收聚合物相比，我們的新聚合物具有更好的穩定性和更通用的機械性能。當添加催化劑時，聚合物可以降解為單體，進而回收利用。”

該研究小組計劃進一步擴大化學可回收聚合物的范圍，并開發碳纖維增強聚合物復合材料。該團隊還將分析該工業過程的經濟性能和聚合物商業化的生命周期。