正如东京工业大学(东京工业大学)的科学家最近证明的那样，生物塑料可以以一种简便且环保的方式通过化学方法回收成富氮肥料。他们的发现为可持续循环系统铺平了道路，该系统同时解决了塑料污染、石化资源枯竭和世界饥饿等问题。
塑料在上个世纪风靡全球，几乎在我们生活的各个方面都有应用。然而，这些构成塑料基础的合成聚合物的兴起导致了许多严重的环境问题。其中最糟糕的是过度使用石化化合物和处理不可生物降解的材料而没有回收利用;只有 14% 的塑料废物被回收利用，这几乎不能解决问题。
为了解决塑料难题，我们需要开发“循环”系统，在该系统中，用于生产塑料的原材料经过处理和回收后可以完整循环。在东京工业大学，由青木大辅助理教授和大冢秀幸教授领导的一组科学家正在开创一个新概念。在他们新的环保工艺中，使用生物质(生物塑料)生产的塑料被化学回收成肥料。这项研究将发表在英国皇家化学学会的期刊 Green Chemistry 上，该期刊专注于可持续和环保技术的创新研究。
该团队专注于聚(异山梨醇碳酸酯)或“PIC”，这是一种生物基聚碳酸酯，作为石油基聚碳酸酯的替代品而备受关注。PIC 是使用一种从葡萄糖中提取的无毒材料异山梨醇 (ISB) 作为单体生产的。有趣的部分是加入 ISB 单元的碳酸盐链接可以在称为“氨解”的过程中使用氨 (NH3)切断。该过程产生尿素，这是一种广泛用作肥料的富含氮的分子。虽然这种化学反应对科学来说并不是什么秘密，但很少有关于聚合物降解的研究关注所有降解产物的潜在用途，而不仅仅是单体。
首先，科学家们研究了在温和条件下(30°C 和大气压)在水中进行 PIC 完全氨解的程度。这一决定背后的基本原理是避免使用有机溶剂和过多的能源。该团队通过各种手段仔细分析了所有反应产物，包括核磁共振光谱、傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱。
虽然他们设法以这种方式生产尿素，但即使在 24 小时后 PIC 的降解也没有完全，许多 ISB 衍生物仍然存在。因此，研究人员尝试提高温度，发现在 90°C 下大约 6 小时内可以实现完全降解!Aoki 博士强调了这种方法的好处，“反应在没有任何催化剂的情况下发生，这表明使用氨水和加热可以轻松地进行 PIC 的氨解。因此，从化学回收的角度来看，该程序操作简单且环保。”
最后，为了证明所有 PIC 降解产物都可以直接用作肥料，该团队用模式生物拟南芥进行了植物生长实验。他们发现用所有 PIC 降解产物处理的植物比只用尿素处理的植物生长得更好。
这项研究的总体结果展示了开发塑料肥料系统的可行性(图 1)。这些系统不仅可以帮助对抗污染和资源枯竭，还有助于满足世界日益增长的粮食需求。Aoki 博士总结道：“我们相信，我们的工作代表着在不久的将来开发可持续和可回收聚合物材料的里程碑。‘塑料面包’时代即将来临!”
