将塑料再利用，将其转化为有用的肥皂

在弗吉尼亚理工大学，研究人员利用一种创新技术，通过升级再造将聚乙烯转化为肥皂。这一发现基于聚乙烯和用于制造肥皂的脂肪酸之间出乎意料的相似性。该团队通过使用一种新的温度梯度热解工艺分解聚乙烯链，成功地创建了短链聚乙烯分子。现在可以用来制造肥皂。

弗吉尼亚理工大学的研究人员成功开发出一种创新技术，他们正在用聚乙烯制造肥皂。该过程涉及将塑料转化为有价值的表面活性剂。这些化学品广泛用于生产肥皂和洗涤剂等日常必需品。

塑料和肥皂在质地、外观以及更重要的实际应用方面有很大不同。两者之间存在着令人惊讶的分子联系。聚乙烯是世界上最常用的塑料之一，其化学结构与脂肪酸非常相似。这种脂肪酸被用作生产肥皂的化学前体。尽管这两种材料都是由长链碳构成的，但在脂肪酸链的末端有一组额外的原子。

聚乙烯和脂肪酸之间的相似性导致刘国良，化学副教授弗吉尼亚理工大学理学院，相信这是 有可能将聚乙烯转化为脂肪酸。再加几个步骤，它就可以用来制作肥皂了。他需要找到一种方法，将长聚乙烯链分解成短链，但不能太短。

效率也很重要。刘坚信，通过改变看似 将微不足道的塑料垃圾转化为有价值且实用的商品.

在壁炉旁享受一个温暖的冬夜时，刘突然灵光一闪。他观察着从炉火中升起的烟雾，意识到烟雾是由木头燃烧时产生的小颗粒组成的。虽然出于安全和环境考虑，避免在壁炉中燃烧塑料很重要，但当刘思考在实验室中安全燃烧聚乙烯的潜在结果时，他的好奇心被激起了。

刘教授是化学系生命科学布莱克伍德青年教师奖学金获得者，他说， “木柴主要由纤维素等聚合物组成。木柴燃烧会将这些聚合物分解成短链，然后分解成小的气态分子，最后完全氧化成二氧化碳。”

“如果我们以类似的方式分解合成聚乙烯分子，但在它们完全分解成小的气态分子之前停止这一过程，那么我们应该得到短链的、类似聚乙烯的分子，” 刘教授补充道。

刘与徐震合作，埃里克·穆尼亚内扎，他的实验室中有两名化学博士生，他们设计了一个类似烤箱的紧凑而高效的反应器。这种创新设计促进了 温度梯度热分解在聚乙烯加热中的应用，取得了非凡的成果。

烤箱底部的温度足够高， 破坏聚合物链，而在顶部，它被冷却到足够低的温度，以防止进一步分解。在 热解过程，他们收集了剩余的物质，就像从烟囱里清除烟灰一样。令他们高兴的是，刘的直觉被证明是正确的，因为它 由短链聚乙烯组成，具体来说，是以蜡的形式。

刘教授表示， “这是开发将塑料回收再利用为肥皂的方法的第一步。”

研究人员通过升级再造将聚乙烯转化为肥皂，这是 世界上第一款塑料肥皂。然后，该团队又增加了几个步骤，比如皂化，肥皂制作过程为了进一步推进这一进程，该团队寻求计算建模专家、经济分析师和其他专业人士的帮助。

这些专家中有不少人之所以能加入，是因为他们与弗吉尼亚理工大学大分子创新研究所有联系。该小组通力合作，仔细记录并改进了升级再造过程，目前已准备好与科学界分享。

振旭该论文的主要作者表示， “我们的研究展示了一种无需使用新型催化剂或复杂程序即可实现塑料升级再造的新途径。在这项研究中，我们展示了塑料回收串联策略的潜力。这将启发人们在未来开发更具创意的升级再造程序设计。”

聚乙烯是该项目最初的推动者。然而，升级再造方法也可以应用于 另一种叫聚丙烯的塑料从产品包装到食品容器再到织物，这两种材料构成了消费者日常生活中接触的塑料的很大一部分。

刘先生的创新升级再造方法具有以下优势。

为了使升级再造产生重大影响，最终产品必须具有足够的价值，不仅要抵消流程的费用，还要使其比现有的回收替代品更具经济吸引力。肥皂和相关产品的需求量很大，就像塑料的需求量一样。

刘教授说， “这项研究为利用废旧塑料生产其他有用材料以减少浪费的新方法奠定了基础。”

他希望世界各地的回收设施能逐渐采用这种技术。消费者最终或许能够购买到创新且可持续的肥皂产品，帮助减少垃圾填埋场的塑料垃圾。

“因此，将塑料制成肥皂可以证明具有经济可行性，” 刘教授补充道。

主要作者 Zhen Xu 表示， “应该认识到，塑料污染是一个全球性挑战，而不是少数主流国家的问题。与复杂的工艺和复杂的催化剂或试剂相比，简单的工艺可能更容易被世界上许多其他国家接受。我希望这能成为对抗塑料污染的良好开端。”

刘教授是纳米科学项目的成员，该项目是科学学院备受推崇的综合科学院的一个著名分支。此外，他还隶属于著名的弗吉尼亚理工大学工程学院的材料科学与工程系。研究人员通过升级再造将聚乙烯转化为肥皂，该项目涉及与化学工程系研究人员的合作。此次合作对研究论文的发展起到了至关重要的作用。