新型可回收塑料问世：科罗拉多州立大学将二氧化碳变废为宝

科罗拉多州立大学开发出一种全新的催化工艺，能够将自然界中性质高度稳定的二氧化碳转化为可回收的高性能材料。这类材料有望在部分应用场景中替代传统塑料。

该研究成果已发表于《自然》期刊，是迈向循环经济的重要一步，有助于减少塑料废弃物，推动环境可持续发展。对于正在评估传统塑料替代方案的配方研发人员而言，随着这项技术逐步走出实验室，这是一类值得关注的新兴材料品类。

**致力于最大化将惰性二氧化碳整合进塑料制品**

该论文介绍了一套闭环技术平台，可利用成本低廉的二氧化碳制备一类新型材料。其工艺原理是让二氧化碳与具有反应活性的双环烷烃发生化学反应，借助有机催化剂引发反应，在产物结构中生成全新的化学键。

本研究由科罗拉多州立大学杰出讲席教授陈 Eugene Chen 牵头，博士后朱敏为论文第一作者。研究团队还包括科罗拉多州立大学的其他科研人员，以及来自美国西北大学的合作研究者。

陈教授任职于科罗拉多州立大学自然科学学院，拥有约翰·K·斯蒂尔冠名讲席，同时担任化学系高分子科学与可持续发展千禧教授。他表示，二氧化碳天然存在、无气味、不可燃、储量丰富且成本低廉，科研人员长期以来一直在探索利用二氧化碳制备高分子材料的方法。

“早在20世纪60年代，就已有利用二氧化碳合成聚合物的工艺。但难点在于，如何尽可能将惰性二氧化碳结合到塑料制品中，制备兼具可回收、可降解特性的环保聚酯材料。”陈教授说道，“我们的技术挖掘出二氧化碳的潜力，可将其作为廉价可再生资源，制备可回收聚酯。这类聚酯同时具备优异的使用性能以及友好的报废处置特性。”

**优异的机械强度与柔韧性**

该工艺制得的塑料制品耐用且可定制，化学稳定性优异，能够耐受热应力以及化学介质侵蚀。论文同时证实，材料具备很高的机械强度与柔韧性。朱敏表示，通过该工艺合成的聚合物，既可以设计成高强度工程塑料，也可以调软至橡胶级别，实现橡胶的使用功能。

“此外，二氧化碳对环境的影响视场景而定，既可能带来益处也可能造成危害，但它本身属于廉价可再生资源，我们的工艺为二氧化碳提供了极具前景的利用途径。”朱敏称，“该技术能够对二氧化碳排放物实现高效再利用，助力碳循环闭环。”

**可回收性与报废后回收**

该技术平台的核心特点在于：塑料产品完成使用寿命后，可通过回收重新获取其基础结构单元。陈教授数十年来深耕可持续发展与循环经济领域研究，其研究目标是延长各类材料的使用周期、设计环境友好型材料，以此减少废弃物与污染。

陈教授表示，团队正在探索直接利用捕集得到的二氧化碳，而非将其封存或排放，最终让二氧化碳重新回到环境中。

“我们正在开发一套一体化技术，把捕集的二氧化碳转化为中间体，以此作为结构单元，生产各类满足不同需求的可持续材料。”陈教授称，“期待能联合更广范围的科研工作者，进一步推进这项技术的研发。”

本项目获得美国国家科学基金会以及BOTTLE联盟资助。BOTTLE联盟由美国能源部支持，集合国家实验室与高校科研团队，致力于研发废旧塑料回收工艺、开发高性能聚合物。陈教授在该联盟中担任核心职务。该联盟致力于优化化学催化、生物催化回收技术，用于塑料降解，并面向多种应用场景重新设计本征可回收或可生物降解聚合物。