研究人员开发新方法将塑料废料转化为大气水收集的吸附剂

维也纳大学的材料化学家发现了一种方法，可以让塑料废料获得第二次生命。他们成功将多种塑料废料转化为吸水性聚合物网络，这些聚合物即使在干燥气候下也能吸收水分，并在适度加热（例如利用阳光）下再次释放。这项新研究提供了一条路径，让塑料废料可以作为大气水收集的吸附剂。被弃置的塑料包装材料可转变为有用的产品。

通过这种方法，丢弃的塑料包装材料、旧光盘，甚至是 LEGO 积木，都可以转化为能够从空气中捕获大量水分的材料。某些塑料由芳香聚合物组成，其分子结构包含六个碳分子的环，这些环作为聚合物链结合的合适位置，形成具有微小内部空间的多孔网络。根据新闻稿的说明，随后用硫酸处理后，会添加吸引水分的磺酸基团，即使在相对干燥的空气中也能吸水。

塑料材料的转化方法

研究人员成功从各种聚苯乙烯包装材料、由聚碳酸酯制成的旧光盘，以及由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯制成的 LEGO 积木中，生产出这种喜水的分子海绵。他们还成功处理了一种选定的废塑料混合物，显示出在这些原料中的多样性。这些发现发表在《Chem Circularity》期刊上，为从各类芳香塑料废料转向功能性材料以捕获大气中的水分提供了一条途径。

能够处理混合物的能力显示出可减少相容废流中的分类要求。实验室之外的转化需要评估变量原料、溶剂和试剂的回收、生产成本及环境影响，并考量设备整合和长期耐用性。解决这些问题将决定这种废塑料的第二次生命能在循环材料管理和水供应上贡献的规模。

海绵的性能与应用

从一般用途聚苯乙烯制成的海绵团队透露，这种海绵能够从潮湿空气中吸收其自身重量近 60% 的水分，甚至在干燥、沙漠般的条件下也可达到 20%。然后，可以利用轻微的热源（如阳光）释放水分，大部分的吸附/脱附过程在一小时内完成。这些海绵能够很好地承受循环过程，意味着它们可以反复用于产生水分。

团队强调，最新的研究确立了一种将多种芳香废塑料转化为有效的空气水生成材料的方法，包括混合塑料原料。对于海绵的长期性能和整体资源需求的进一步研究仍在进行中。研究人员表示：“我们使用来自包装、压缩光盘和 LEGO 积木的芳香废塑料来展示这种方法。超交联和磺化将这些基材转化为水捕获的聚合物网络，让现有的聚合材料在不首先将其分解为单体的情况下获得第二次使用。”

塑料废料再利用的潜力与挑战

这项研究展示了将废塑料转化为功能性材料的潜力，特别是在水资源管理方面。随着全球对环境可持续性的重视，这种创新方法不仅能减少塑料废物，还能提供有效的水收集解决方案。然而，实验室外的转化过程仍需克服多种挑战，包括生产成本、环境影响及设备整合等问题。这些因素将影响该技术在循环经济中的实际应用及规模。