制造更可持续聚合物的电气化成就

弗林德斯大学的化学研究人员发现了一种用低成本构建块制造“绿色”聚合物的新方法，只需少量电力，从而“淘金”。

反应很快，在室温下发生。不需要危险的化学引发剂 - 只需要电力，有许多潜在的用途，包括金矿开采和回收电子废物，一个跨学科团队在刚刚发表在《美国化学学会杂志》上的一篇文章中透露。

【资料图】

虽然每年生产数亿吨塑料，其中多达一半用于单一用途，但弗林德斯大学的研究小组正在研究更可持续的选择。生产中使用的电力是造成污染和全球变暖的原因。

“使用电力生产新材料是一个新兴的研究领域，它为能够以更可持续的方式生产的新化学品和聚合物打开了许多大门，”共同作者Thomas Nicholls博士说，他是使用电化学制造有价值的分子的专家。

该过程首先将电子添加到基本构建块或单体中。在“触电”单体后，它与另一个构建单元发生连锁反应，导致聚合物的形成。

第一作者和博士候选人Jasmine Pople说：“我们电化学生产聚合物的方法提供了高度功能性和环保性的新材料。

“由于其多功能性，使用电力制造有价值的分子正在迅速扩大。此外，与传统的化学合成相比，它可能产生更少的废物，并且可以由可再生能源供电。

该团队制造的关键聚合物在其主链中具有硫硫键。这些硫基可以做有用的事情，比如结合黄金等贵金属。该团队证明，这种关键聚合物可以从与采矿和电子废物回收相关的解决方案中去除97%的黄金。

硫-硫键也可以断裂和重整。这种有趣的特性使团队能够发现将聚合物转换回其原始构建块的条件。这是回收利用的一个重要进步。

通常，当普通塑料被回收时，它们被简单地加热并重塑成新产品。这个过程会导致降解和降级循环(转化为价值较低的材料)，导致最终在垃圾填埋场处置。

相比之下，弗林德斯大学科学家的最新研究中制造的聚合物可以高产率地化学转化回其组成构件，这意味着该砌块可以再次用于制造新的聚合物。

该团队还进行了量子力学计算，以了解反应如何工作的细节。这些发现令人惊讶和偶然。

“聚合具有巧妙的自我纠正机制：每当发生错误反应时，它就会逆转，直到正确的反应继续进行，确保聚合物均匀，”计算和物理化学研究助理Le Nhan Pham博士说。

这类材料的未来应用包括环境修复、金矿开采以及将聚合物用作抗菌剂。

关键词：