科學家們已經朝着大大擴展可回收塑料的範圍邁出了關鍵的一步。這項研究由美國能源部國家可再生能源實驗室（NREL）領導，包括俄勒岡州立大學（OSU）工程學院的一名教師，於10月13日發表在《科學》雜誌上。
這一突破非常重要，因為塑料垃圾在全球和美國都是一個巨大的問題。事實上，根據NREL的數據，在美國，只有大約5%的廢舊塑料被回收利用。
包裝材料、容器和其他被丟棄的物品正以令人難以置信的速度填滿垃圾填埋場和環境。據NREL稱，科學家們估計，到2050年，海洋中的塑料重量將超過魚類。
由NREL的Gregg Beckham領導的一項合作，包括在該項目中擔任NREL博士后的OSU研究員Lucas Ellis，在一個概念驗證中結合了化學和生物過程，對混合塑料垃圾進行 “valorize”：意思是提高某物的價值。
這項研究建立在使用化學氧化來分解各種塑料類型的基礎上，這種方法是化學工業巨頭杜邦公司十年前開創的。
化學工程系助理教授Ellis說：“我們開發了一種技術，利用氧氣和催化劑將塑料分解成更小的、生物友好的化學成分。在那裡，我們使用了一種生物工程土壤微生物，它能夠消耗和‘輸送’這些構件，成為一種生物聚合物或先進尼龍生產的組成部分。”
Beckham是NREL的高級研究員，也是生物優化技術使熱塑性塑料遠離垃圾填埋場和環境聯盟（稱為BOTTLE）的負責人，他說這項工作提供了一個“處理今天根本無法回收的塑料的潛在入口”。
Beckham解釋說，目前的回收技術只有在塑料投入清潔並按類型分離的情況下才能有效運作。
塑料可以由不同的聚合物製成，每一種聚合物都有其獨特的化學構成部分。當聚合物化學成分在收集箱中混合，或在某些產品（如多層包裝）中配製在一起時，回收變得昂貴，而且幾乎不可能，因為這些聚合物在回收之前往往必須被分離。
Ellis說：“我們的工作已經產生了一個可以將混合塑料轉化為單一化學產品的過程。換句話說，這是一項回收商可以使用的技術，而不需要按類型對塑料進行分類。”
科學家們將這一過程應用於三種常見塑料的混合：聚苯乙烯，用於一次性咖啡杯；聚對苯二甲酸乙二醇酯，是地毯、聚酯服裝和一次性飲料瓶的基礎；以及高密度聚乙烯，用於牛奶壺和許多其他消費塑料。
氧化過程將塑料分解成一種混合的化合物，包括苯甲酸、對苯二甲酸和二羧酸，在沒有工程土壤微生物的情況下，將需要先進和昂貴的分離方法來獲得純產品。
研究人員設計了這種微生物，即Pseudomonas putida，使其在生物上將混合物輸送到兩種產品中的一種–聚羥基脂肪酸酯，一種新興的可生物降解的生物塑料形式，以及beta-ketoadipate，可用於製造性能優越的尼龍。
研究人員說，用其他類型的塑料（包括聚丙烯和聚氯乙烯）嘗試這一過程將是即將開展的工作的重點。
“我們所使用的化學催化過程只是一種加速自然發生的過程的方法，所以你可以在幾小時或幾分鐘內分解這些塑料，而不是經過幾百年的降解，”共同作者、NREL的博士后研究員Kevin Sullivan說。