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从线性到循环经济模式重定向塑料生命周期是现代材料科学的重大挑战之一。亚博老虎机网登录应对这一挑战，从格罗宁根在荷兰和科技大学（华东理工大学）在上海东中国大学的研究人员创建了一个可以很容易地拆卸成其构成单体可循环使用的聚合物。亚博老虎机网登录这些分子结构单元可被重复重新组合成新的塑料材料，而不的性能或质量损失。亚博网站下载
大多数传统的石化衍生的聚合物材料依靠高分子网络，通过高强度的共价键结合在一起的形成，整个材料的寿命达到其特殊亚博网站下载的机械性能和耐用性。然而，打破这些债券的成本效益是非常具有挑战性的，使得多数现代聚合物具有挑战性的修复，并且在达到结束生命时，极难再利用或回收。
如何制造完全可回收的塑料?
在对比合成聚合物材料，生物系统采取很多不同的方法，以确保稳定的，长亚博网站下载期的性能加上易于回收。骨组织，例如，经过恒定重塑 - 骨组织和新骨以满足不断变化的骨基质的机械需求和修理微损伤的沉积的顺序再吸收。通过这些周期中，响应于损伤骨组织愈合和还回收结束寿命的材料。
在聚合物的生产中正在使用更多可再生资源。单体，如二氧化碳，植物油，和其它生物衍生的碳水化合物可被用作原料来制造多种可持续材料和产品，包括弹性体，工程塑料，和树脂。亚博网站下载
与此同时，不可持续的塑料处理做法继续耗尽世界有限的自然资源，破坏环境。
设计一种聚合物，能够经历无限次的降解(解聚)和形成(聚合)循环，类似于骨重塑过程，将允许有价值的资源以高价值的形式回馈到经济中，而不是将它们作为发电的燃料向下循环。因此，通过解聚和再聚合的化学回收过程减少了对有限原材料的需求，最大限度地减少了塑料对环境的负面影响。亚博网站下载
这个看似理想的策略有在Feringa的诺贝尔奖科学家联合研究中心（格罗宁根大学和华东理工大学的联合研究机构），由教授本·费灵加，大安惠渠和田禾，导致激励研究人员探索出一条温和的过程对于完全可回收的聚合物的可逆聚合解聚（在环境条件下进行的）。
从本质通用构建模块
国际研究团队使用硫辛酸作为原料创建了一个本质上可回收和自我愈合的聚合物，而不是发明从未崩溃的塑料。硫辛酸（也称为噻吨酸）是天然存在的有机脲化合物，植物和动物合成，包括人，并作为一种有氧代谢的必需辅酶。
硫辛酸的特征在于包含两个硫醇（硫）基团的五元环结构。当硫醇基被氧化时，它们形成一个独特的二硫键共价（硫 - 硫）键，其可以快速和重复地形成和温和的反应条件下裂解。
高分子网络的分层自组装
在还原过程中，二硫键断裂，硫原子可以与其他分子(或单体)反应，导致所谓的开环聚合过程。
硫辛酸分子还含有羧基，它们通过非共价氢键相互作用。此外，羧基容易与金属离子反应。因此，金属离子，如铁(III)，可以作为交联剂之间的聚(二硫)链，这导致弹性聚合物材料。
硫辛酸在非常温和的条件下(70℃)聚合时，由三种不同类型的化学键组成聚合物网络:动态共价二硫键、非共价氢键和铁(III)-羧酸配位键。
因此，其结果是一种具有非凡力学性能的聚合物，如优异的拉伸性能和机械强度。
快速而无缝的自我愈合
硫辛酸大分子网络中动态化学键的可逆性有助于在室温下为聚合物的极其快速的自愈行为。新型聚合物的应力 - 应变试验表明，该材料在一分钟内回收了其原始弹性模量的约80％，并在自愈合五分钟后完全回收其机械性能。
完全可逆的聚合允许原料回收
最重要的是，可逆聚合过程允许硫辛酸聚合物成单体的完全解聚。这个过程发生在稀碱水溶液，如氢氧化钠溶液中。这些单体可以通过中和溶液（通过加入酸）沉淀。回收的单体的质量是相同的处女原料材料。
目前，采用无溶剂的温和可逆聚合-解聚工艺，单体回收率可达87%。回收的硫辛酸可重复使用多次而不影响最终产品的质量。来自中国和荷兰的联合研究团队不断完善该工艺，以达到100%单体回收率的目标。
具有可调属性的可持续聚合物
在未来，科学家设想他们能够创建具有可调的机械性能，包括自愈弹性体和机械坚固的塑料，可以在其寿命结束时完全解聚的可重新配置的新颖聚合物。
这些完全可回收的材料可以使用替代今天许多非可回亚博网站下载收塑料，并提供可持续的塑料生命周期的前景。
参考资料及进一步阅读
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