在过去六十年间，全球已生产超过83亿公吨塑料。
然而，塑料回收可能十分困难，因为最常见的工艺需要熔化并重新加工材料。
加州大学开发的一种新工艺可以将聚乙烯转化为有用的较小分子。
如果你以为那些轻薄的一次性塑料购物袋是我们塑料废弃物问题的主要来源，那就得重新考虑了。全球每年丢弃的塑料量足以重建明朝的长城——全长约3,700英里。
在塑料用于商业用途的六十年间，已生产出超过83亿公吨。 塑料轻便、价格低廉、用途广泛，且几乎不可毁坏（只要不被过度加热）。这些特性使其在众多领域中极为有用，包括无菌食品包装、节能交通、纺织品和医疗防护用品。但其不可毁坏的特性也带来了代价。它们中的大多数在环境中的分解极其缓慢——大约需要数百年，它们正在造成全球性的塑料垃圾泛滥。其对人类和生态系统健康的影响仍未被完全了解，但可能极为重大。
我是一名化学家，曾在塑料生产工艺设计方面积累经验。我开始关注将塑料作为一种大规模、尚未开发的能源和材料资源加以利用，并思考能否将塑料废弃物转化为更有价值的物质，从而使其不再进入垃圾填埋场和自然环境。
利用塑料废弃物的一种新方法
塑料是通过将大量小型碳基分子以几乎无限多样的方式串联起来，形成聚合物链而制成的。
要再利用这些聚合物，原则上回收设施可以将其熔化并重新成型，但塑料的性能往往会下降。所得材料几乎不适用于原有用途，不过可用于制造价值较低的产品，例如塑料木材。结果是回收的有效率非常低。
一种新思路是将长链重新分解为小分子。挑战在于如何以精确的方式做到这一点。
由于最初制造这些长链的过程会释放大量能量，因此，逆转该过程需要重新输入大量能量。通常这意味着将材料加热到高温——但加热塑料会使其变成难以处理的糟糕混合物。这还会浪费大量能源，从而导致更多温室气体排放。
我的团队来自加州大学圣巴巴拉分校，与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校及康奈尔大学的同事合作，发现了一种清洁的方法，可将聚乙烯转化为有用的较小分子。
聚乙烯是世界上最有用、使用最广泛的塑料类型之一，同时也是塑料废弃物的主要来源之一。全球每年生产的近4亿公吨塑料中，聚乙烯约占三分之一，其用途涵盖无菌食品和医疗包装、防水薄膜和涂层、电缆和电线绝缘材料、建筑材料及供水管道，乃至耐磨的髋关节和膝关节置换件，甚至防弹背心。
新工艺的运作方式
我们开发的这一工艺无需高温，而是依靠微量含金属的催化剂，该催化剂可从聚合物链上去除少量氢。随后，催化剂利用这些氢来切断维系碳链的化学键，从而生成较小的片段。
关键在于氢一生成便立即加以利用，使断链过程所释放的能量能够用于生成更多氢。每条链都会重复这一过程多次，从而将固态聚合物转化为液体。
当分子达到一定尺寸时，断链过程会自然减缓，因此很容易防止分子变得过小。我们能够在其转化为价值较低的气体之前回收这种有价值的液体。
回收液体中的大部分分子为烷基苯，可用作溶剂，并且很容易转化为洗涤剂。这类分子的全球市场规模约为每年90亿美元。
将废塑料转化为有价值分子被称为升级回收。虽然我们的研究只是小规模演示，但初步经济分析表明，在未来几年内，该工艺可以较为容易地扩大为大规模工艺。以符合良好经济逻辑的方式再利用塑料，使其不进入环境，是一举两得的做法。
