直到上个世纪左右，人们还没有塑料生活，但我们大多数人会发现很难想象是如何做到的。
塑料现在在我们的生活中无处不在，在无数应用中提供低成本的便利和其他好处。它们几乎可以用于任何任务，从纤细的薄膜到柔软的儿童玩具和硬核组件。在过去的 16 个月中，它们在医学中表现出至关重要的作用，并且在减缓当前局势蔓延的全球努力中发挥了关键作用。
如今，塑料似乎不可或缺。
不幸的是，从长远来看，它们也几乎坚不可摧。我们的星球现在承受着超过 70 亿吨塑料的重量，而且每天都在生产更多塑料。不断增长的废物流堵塞了我们的垃圾填埋场，污染了我们的水道，并对我们的星球构成了紧迫的危机。
四位科学家在新一期的《科学》杂志上发表了行动呼吁，专门讨论塑料问题。
在一篇全面的介绍性文章中，科学家们——包括两位来自特拉华大学，一位来自加利福尼亚劳伦斯伯克利国家实验室，另一位来自英国谢菲尔德大学——呼吁彻底改变塑料的设计方式、生产、使用和再利用。
最终目标：设计、采用和确保塑料的“循环”生命周期，不会导致垃圾填埋场、海洋或路边，而是实现其所代表的宝贵资源和应用的近乎无限使用和再利用的长寿命。
论文合著者、特拉华大学塑料创新中心 (CPI) 主任、美国国家科学基金会首席研究员 LaShanda TJ Korley 表示，这需要新的化学、工程、工业流程、政策和全球合作方法。 (NSF) 生物启发材料和系统国际研究和教育合作伙伴关系;UD 的 Thomas H. Epps, III，CPI 联合主任，NSF 材料生命周期管理中不断增长的融合研究 (GCR) 项目的首席首席研究员，以及混合、活性和响应材料中心 (CHARM) 主任UD;加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室分子铸造厂的 Brett A. Helms;和安东尼J。
他们写道：“塑料废物困境是一项全球性挑战，需要紧急干预和协同努力，将工业、学术、金融和政府部门的合作伙伴联系起来，并得到对可持续性的重大投资。”
这是一项艰巨的任务，包括对回收利用、“升级再利用”(以新的增值方式重复使用材料)、新材料的开发和对资源贫乏社区需求的认可。
“没有一种万能的解决方案，”UD 材料科学与工程杰出教授 Korley 说，她的职业生涯一直致力于开发具有特定性能的新塑料。“人们如何生活垃圾以及他们如何回收利用是非常不同的。在欧洲旅行突显了与美国相比，使用一次性塑料(例如吸管和餐具)的鲜明对比。一个州可能会以不同的方式做事。”
Korley 说，许多塑料都使用了复杂的配方，并且通常包括几种聚合物和其他添加剂。每个组件都会使回收工作复杂化或使回收变得不可能，这就是回收商会接受某些塑料而拒绝其他塑料的原因。
但是，如何设计塑料，使其所有组件都可以解构以备将来用于其他产品?
这是 Korley 指导的 CPI 面临的挑战。它的重点是“升级回收”塑料——寻找将塑料废物转化为燃料和润滑剂等有价值材料的方法。研究人员使用催化和酶来重组某些种类的塑料，例如高密度聚乙烯 (HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE) 和聚苯乙烯/聚苯乙烯泡沫塑料，牛奶罐、洗发水瓶、三明治袋、咖啡中使用的塑料种类杯子、食品袋和食品包装。
“不同的材料特性需要使用不同的聚合物、混合物和添加剂，这导致了废物的复杂性和等级，”科利说。
该科学论文解决了等等，以反映由废弃塑料，是不会去任何地方很快呛了地球的真正和现实的危险的紧迫性。
其中一些现实确实很严峻。以五年前早上慢跑后帮助解渴的塑料水瓶为例。它可能会伴随我们——某个地方——再过 395 年。缓慢恶化也无济于事。科学家们发现，在我们喝的水和我们吃的食物中普遍存在微小的磨损塑料。
仅有不到 10% 的塑料垃圾得到回收利用，而且只有不到 1% 的塑料垃圾会被回收多次。大约 12% 将被焚化。数百万吨的废弃塑料在海洋中形成巨大的碎片漩涡，其余的则堆积在垃圾填埋场、沉入河床或躺在世界各地的路边。
但是，劳伦斯伯克利国家实验室的合著者赫尔姆斯是该团队的一员，该团队创造了一种名为 PDK(聚二酮烯胺)的下一代塑料，该塑料可以还原成其分子部分并根据需要重新组装。
赫尔姆斯在宣布新材料后说：“我们正处于一个关键时刻，我们需要考虑对未来废物分类和处理的回收设施进行现代化改造所需的基础设施。”“如果这些设施旨在回收或升级 PDK 和相关塑料，那么我们将能够更有效地从垃圾填埋场和海洋中转移塑料。这是一个激动人心的时刻，可以开始思考如何设计材料和回收设施以实现圆形塑料。”
塑料的基石——单体——由碳、氢、氧、氮、氯和硫等元素组成。这些单体通过化学键连接成聚合物，可用于形成塑料，以用于多种不同用途的各种形式。
Sheffield 的 Ryan 说，所有这些资源的价值都在一次性应用程序中丢失了。他称之为“方便的事实”——这些产品的便利性和低廉的成本使它们对消费者具有吸引力，而没有认识到对地球的内在价值和成本。声称某些塑料产品是“绿色”和可生物降解的以吸引善意的消费者的营销策略尤其令他担忧。
“愤世嫉俗的‘漂绿’是塑料可持续性的最大问题，”他说。“所以我非常热衷于在这方面与 LaShanda 和 Thomas 合作。我从他们是博士生开始就认识他们。”
以创新和合作作为他们共同指导的新中心的支柱——Korley 的美国能源部支持的 CPI 和 Epps 的 NSF 支持的 CHARM 和 GCR，Korley 和 Epps，Allan 和 Myra Ferguson 化学和生物分子工程杰出教授, 在努力延长石油和生物衍生塑料的寿命和/或将它们置于从生产到首次使用再到永远重建的循环道路上，处于最前沿。
瑞安说，他认为“循环经济”至关重要。他看到了回收和升级回收以及新材料开发的价值，但没有一个是“银弹”。解决塑料困境需要认识到塑料的真正价值。
“一种解决方案是美国不太擅长的——法规、政策和税收，”他说。“塑料问题没有简单的答案。不受约束的市场不会提供它。
“对于科学、工程和社会交叉的所有这些问题，答案总是：这很复杂。”
在瑞恩看来，更准确的观点是将塑料问题视为与气候变化问题有关，而不会让人分心。
“气候变化是一个难以忽视的真相，也是一个看不见的真相，”他说。“你看不到是什么导致了它，也看不到大气中的二氧化碳。你不会将开车去商店与气候变化联系起来。
“你确实将东西与塑料废物联系在一起——这是一个方便的事实。我们可以将化石燃料转化为塑料。但现在我们需要照顾好那些珍贵的塑料。不要把它扔掉。就是太便宜了。因为污染问题，我们需要人为地给它一个高价。”
Ryan 说，生命周期分析数据是做出循证决策的关键，而消费者和立法者不能靠自己来做到这一点。他们需要专业人员来分解成本和收益并解释选项。
“这比大多数人愿意考虑的要复杂得多，”他说。
行动呼吁是全面的。
“为了实现更可持续的未来，不仅要整合技术考虑因素，还要整合公平分析、消费者行为、地理需求、政策改革、生命周期评估、基础设施调整和供应链合作伙伴关系，”作者说。
Korley 说，她看到人们对这一艰巨挑战的热情越来越高。
“这些举措激发了我们学生的热情——高中、本科和研究生以及我们的博士后，”她说。“人们热衷于做一些事情来改善世界。他们可以与他们的祖母、侄女或侄子交谈，并解释为什么他们所做的工作很重要。”
