弗林德斯大學(xué)的化學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)了一種用低成本構(gòu)建塊制造“綠色”聚合物的新方法，只需少量電力，從而“淘金”。

反應(yīng)很快，在室溫下發(fā)生。不需要危險(xiǎn)的化學(xué)引發(fā)劑 - 只需要電力，有許多潛在的用途，包括金礦開采和回收電子廢物，一個(gè)跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)在剛剛發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會雜志》上的一篇文章中透露。

【資料圖】

雖然每年生產(chǎn)數(shù)億噸塑料，其中多達(dá)一半用于單一用途，但弗林德斯大學(xué)的研究小組正在研究更可持續(xù)的選擇。生產(chǎn)中使用的電力是造成污染和全球變暖的原因。

“使用電力生產(chǎn)新材料是一個(gè)新興的研究領(lǐng)域，它為能夠以更可持續(xù)的方式生產(chǎn)的新化學(xué)品和聚合物打開了許多大門，”共同作者Thomas Nicholls博士說，他是使用電化學(xué)制造有價(jià)值的分子的專家。

該過程首先將電子添加到基本構(gòu)建塊或單體中。在“觸電”單體后，它與另一個(gè)構(gòu)建單元發(fā)生連鎖反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物的形成。

第一作者和博士候選人Jasmine Pople說：“我們電化學(xué)生產(chǎn)聚合物的方法提供了高度功能性和環(huán)保性的新材料。

“由于其多功能性，使用電力制造有價(jià)值的分子正在迅速擴(kuò)大。此外，與傳統(tǒng)的化學(xué)合成相比，它可能產(chǎn)生更少的廢物，并且可以由可再生能源供電。

該團(tuán)隊(duì)制造的關(guān)鍵聚合物在其主鏈中具有硫硫鍵。這些硫基可以做有用的事情，比如結(jié)合黃金等貴金屬。該團(tuán)隊(duì)證明，這種關(guān)鍵聚合物可以從與采礦和電子廢物回收相關(guān)的解決方案中去除97%的黃金。

硫-硫鍵也可以斷裂和重整。這種有趣的特性使團(tuán)隊(duì)能夠發(fā)現(xiàn)將聚合物轉(zhuǎn)換回其原始構(gòu)建塊的條件。這是回收利用的一個(gè)重要進(jìn)步。

通常，當(dāng)普通塑料被回收時(shí)，它們被簡單地加熱并重塑成新產(chǎn)品。這個(gè)過程會導(dǎo)致降解和降級循環(huán)(轉(zhuǎn)化為價(jià)值較低的材料)，導(dǎo)致最終在垃圾填埋場處置。

相比之下，弗林德斯大學(xué)科學(xué)家的最新研究中制造的聚合物可以高產(chǎn)率地化學(xué)轉(zhuǎn)化回其組成構(gòu)件，這意味著該砌塊可以再次用于制造新的聚合物。

該團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了量子力學(xué)計(jì)算，以了解反應(yīng)如何工作的細(xì)節(jié)。這些發(fā)現(xiàn)令人驚訝和偶然。

“聚合具有巧妙的自我糾正機(jī)制：每當(dāng)發(fā)生錯(cuò)誤反應(yīng)時(shí)，它就會逆轉(zhuǎn)，直到正確的反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，確保聚合物均勻，”計(jì)算和物理化學(xué)研究助理Le Nhan Pham博士說。

這類材料的未來應(yīng)用包括環(huán)境修復(fù)、金礦開采以及將聚合物用作抗菌劑。

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