《光明日报》( 2025年06月27日 08版)

【瞧!我们的前沿科技】

人民日报北京6月26日电(记者晋浩天)从触手可及的快餐盒、矿泉水瓶到遍布生活的家电外壳、医用器材,从田间铺设的农用地膜到屋顶高架的太阳能光伏板,如今,塑料制品无处不在。然而,全球每年生产超过4亿吨塑料,绝大部分在废弃后因难以高效回收而长期滞留于自然环境,造成严重的“白色污染”和巨大的资源浪费,成为困扰全球环境治理的突出难题。面对这一问题,北京大学马丁教授团队26日凌晨在国际学术期刊《自然》上发表一项开创性研究,成功将复杂难处理的混合废塑料变废为宝,无须烦琐分拣,可直接转化为多种高附加值化学品,为根治全球塑料污染顽疾提供了新的思路。《自然》同期发文评论称:“该成果是应对全球年产巨量塑料问题的重要进展。”

为何废塑料回收意义如此重大?马丁告诉记者,在追求可持续发展的今天,由化石资源转化而来的塑料,其生命周期不应终结于环境中的污染物。相反,它们分子结构中高度有序的碳氢结构,使其理应被视为宝贵的碳资源。通过保留部分碳—碳骨架,将废弃塑料转化为有价值的化学品或燃料,不仅能有效缓解环境污染压力,更能高效利用这些含碳氢资源,减少对化石燃料的依赖,这对于我国实现“双碳”目标和构建循环经济具有重要意义。

然而,废塑料回收之路充满荆棘。马丁表示,塑料本身结实、轻便、耐用的优点,恰恰成为其废弃后难以自然降解的劣势。更棘手的是,现实中的废塑料来源极其混杂——餐盒、包装袋、快递袋、旧家电外壳、汽车内饰、纺织材料等五花八门,不同种类塑料的结构和特性差异巨大。“除了少量如PET瓶、泡沫塑料、农膜等可通过人工分拣较好回收外,绝大部分混合废塑料的分拣过程复杂低效、成本高昂。传统的热解、焚烧或填埋方法,要么污染大,要么只能产出价值有限的燃气或低品质燃料油,经济效益低下。”

面对这一长期存在的技术瓶颈,马丁团队另辟蹊径,开发出名为“正交转化”的策略。他们的秘诀在于:运用先进的核磁共振技术,像为混合废塑料“做体检”一样,精准识别出其中各种关键的化学结构单元。接着,根据这些结构单元的不同化学“性格”,量身定制“化学反应套餐”,有步骤、分批次进行精确转化。最终,这套巧妙的流程成功地将来自实际生活的复杂混合塑料废弃物转化成多种高附加值的化学品。

记者了解到,这项技术有两个突破性进展:其一,彻底告别烦琐分拣。它能够直接处理生活中产生的最复杂的混合废塑料,无论来源是餐盒、包装袋、旧家电还是汽车内饰、纺织品,均无须进行复杂且效率低下的分类和预分离。其二,产品价值实现质的飞跃。其产出不再是低价值的燃气或燃料油,而是高分子单体、医药中间体、香料原料等市场高价值化学品,经济效益远超传统的热解回收方法。研究团队利用真实的混合生活塑料垃圾作为原料,成功高效地制备出了苯甲酸、乳酸、芳香胺盐等多种重要化工原料,大幅提升了废塑料资源化利用的经济与环境效益。

尤为令人振奋的是,这项技术的适用性极其广泛。它不仅能在实验室处理“标准样本”,更能有效应对来自日常生活、工厂车间、纺织行业等各种复杂来源的塑料废弃物。即使其中含有颜料、增塑剂、生物质等常见杂质,这套方法也能从容应对,真正展现了“全场景、全塑料回收”的巨大潜力。“简言之,过去塑料回收受困于必须‘挑品种’,且产品价值有限;如今,该创新策略能让混合废塑料‘混着来’处理,并华丽转身为高价值的‘宝藏’。”马丁解释。

“我们应当从根本上转变观念,将塑料废弃物视为重要资源。这项研究的目标,就是实现废塑料中碳氢资源的高附加值转化,真正‘变废为宝’。我们期待这项混合废塑料转化解决方案,能够在显著减轻环境污染压力的同时,帮助我国减少对化石燃料的依赖。”马丁说。