近年来，塑料的可持续性取得了长足的进步，这在很大程度上要归功于科学进步。但即使塑料变得越来越环保，世界仍然受到污染，因为许多行业依赖塑料生产广泛使用的产品。
UA 聚合物科学与聚合物工程学院助理教授 Junpeng Wang 博士的最新研究提供了减少此类浪费的解决方案，并为更可持续的未来开辟了一条科学途径，可以吸引橡胶、轮胎、汽车和电子行业.尽管这项工作得到了 UA 的支持，但王最近获得了著名的国家科学基金会职业奖，该奖将支持这项研究的未来发展。
手头的问题：合成聚合物，包括橡胶和塑料，几乎用于日常生活的方方面面。合成聚合物的优势在很大程度上是由其出色的稳定性和多功能的机械性能驱动的。然而，由于它们的高耐久性，由这些聚合物组成的废物已在陆地和海洋中积累，引起生态系统的严重关注。
此外，由于这些聚合物 90% 以上来自有限的自然资源，如石油和煤炭，如果不能回收和再利用，这些材料的生产是不可持续的。
解决塑料可持续性挑战的一个有前途的解决方案是用可回收的聚合物代替当前的聚合物，以实现材料的循环使用。尽管迄今为止取得了进展，但很少有可回收聚合物表现出传统聚合物优异的热稳定性和高性能机械性能。王和他的团队开发的可回收材料在卓越的热稳定性和多功能的机械性能方面是独一无二的。他们解释这项研究的文章“由稠环单体实现的基于烯烃复分解的化学可回收聚合物”上周由Nature Chemistry发表。
“我们对可化学回收的聚合物特别感兴趣，这些聚合物可以分解成制造它们的成分(单体)，”王说。“回收的单体可以重新用于生产聚合物，从而实现材料的循环使用，这不仅有助于保护塑料生产中使用的有限自然资源，而且还解决了塑料在生命周期结束时不必要的积累问题对象。”
化学可回收聚合物设计的关键是确定正确的单体。通过仔细的计算，研究人员确定了一种靶向单体。然后他们使用大量可用的起始材料通过化学合成制备单体和聚合物。
Wang 的研究小组，包括聚合物科学研究生和博士后科学家，旨在通过开发可分解成其组成部分的聚合物来应对这些挑战。当解聚催化剂不存在或去除时，聚合物将高度稳定，并且可以调整它们的热和机械性能以满足各种应用的需要。
“我们开发的化学可回收聚合物显示出优异的热稳定性和强大的机械性能，可用于制备橡胶和塑料，”王说。“我们预计这种材料将成为替代当前聚合物的有吸引力的候选材料。我们的分子设计以计算为指导，突出了整合计算和实验工作的变革力量。与已证明的其他可回收聚合物相比，我们展示的新聚合物显示出更好的稳定性和更通用的机械性能。当添加催化剂时，聚合物可以降解为组成单体以供回收利用。”
王的研究小组的下一步是扩大化学可回收聚合物的范围，并开发碳纤维增强聚合物复合材料。该团队还将分析该工业过程的经济性能和聚合物商业化的生命周期分析。
