一個研究小組創(chuàng)造了一種激光技術，可將堅硬的塑料分解成有價值的成分，為解決全球塑料污染問題提供了一種新的、可持續(xù)的方法。由德克薩斯州工程師領導的一個全球研究小組開發(fā)出了一種基于激光的方法，可將塑料和其他材料中的分子分解成基本成分，以便將來重新使用。

這項發(fā)現涉及在稱為過渡金屬二鈣化物的二維材料上鋪設這些材料，然后點亮它們，它有可能改善我們處理塑料的方式，因為用現在的技術幾乎無法分解塑料。

"通過利用這些獨特的反應，我們可以探索將環(huán)境污染物轉化為有價值、可重復使用的化學品的新途徑，從而為發(fā)展更具可持續(xù)性的循環(huán)經濟做出貢獻，"該項目負責人之一、科克雷爾工程學院沃克機械工程系教授鄭躍兵說，"這一發(fā)現對于應對環(huán)境挑戰(zhàn)和推動綠色化學領域的發(fā)展具有重要意義。"

這項研究最近發(fā)表在《自然通訊》（Nature Communications）上。研究小組成員包括來自加州大學伯克利分校、日本東北大學、勞倫斯伯克利國家實驗室、貝勒大學和賓夕法尼亞州立大學的研究人員。

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實驗設備

塑料污染已成為全球環(huán)境危機，每年都有數百萬噸塑料垃圾堆積在垃圾填埋場和海洋中。傳統的塑料降解方法往往能源密集、有害環(huán)境且效果不佳。研究人員設想利用這一新發(fā)現來開發(fā)高效的塑料回收技術，以減少污染。

研究人員利用低功率光打破了塑料的化學鍵，并產生了新的化學鍵，使這些材料變成了發(fā)光碳點。碳基納米材料具有多種功能，因此需求量很大，這些碳點有可能被用作下一代計算機設備的內存存儲設備。

加州大學伯克利分校博士后李金剛在UT開始了這項研究，他說："有可能把本身可能永遠不會分解的塑料變成對許多不同行業(yè)有用的東西，這令人興奮。"

這種特定反應被稱為 C-H 活化，即有機分子中的碳-氫鍵被選擇性地斷裂并轉化為新的化學鍵。在這項研究中，二維材料催化了這一反應，導致氫分子轉化為氣體。這為碳分子相互結合形成信息存儲點掃清了道路。

要優(yōu)化光驅動的 C-H 活化過程并將其推廣到工業(yè)應用中，還需要進一步的研究和開發(fā)。不過，這項研究標志著在尋求塑料廢物管理的可持續(xù)解決方案方面邁出了重要一步。

本研究中展示的光驅動 C-H 活化過程可應用于許多長鏈有機化合物，包括納米材料系統中常用的聚乙烯和表面活性劑。