激光和二维材料如何解决世界塑料问题

得克萨斯州工程师领导的一个全球研究小组开发了一种方法，用激光将塑料和其他材料中的分子分解成最小的部分，以备将来重复使用

这一发现涉及将这些材料放置在称为过渡金属二硫族化合物的二维材料上，然后将其点燃，有可能改善我们处理塑料的方式，而这些塑料在当今技术中几乎不可能分解

“这一发现对应对环境挑战和推进绿色化学领域具有重要意义。”

这项研究最近发表在《自然通讯》上。该团队包括来自加州大学伯克利分校的研究人员；日本东北大学；劳伦斯伯克利国家实验室；贝勒大学；以及宾夕法尼亚州立大学

塑料污染已成为一场全球环境危机，每年有数百万吨塑料垃圾堆积在垃圾填埋场和海洋中。传统的塑料降解方法往往是能源密集型、对环境有害且无效的。研究人员设想利用这一新发现开发高效的塑料回收技术，以减少污染

研究人员使用低功率的光来打破塑料的化学键，并产生新的化学键将材料变成发光的碳点。碳基纳米材料因其多种功能而备受欢迎，这些点有可能被用作下一代计算机设备中的存储设备

加州大学伯克利分校的博士后李金刚在UT开始了这项研究，他说：“有可能将塑料本身永远不会分解，并将其转化为对许多不同行业有用的东西，这是令人兴奋的。”。在这项研究中，二维材料催化了这一反应，导致氢分子转化为气体。这为碳分子相互结合形成信息存储点扫清了道路

需要进一步的研究和开发来优化光驱动的C-H活化过程，并将其扩大到工业应用中。然而，这项研究代表着在寻求塑料废物管理的可持续解决方案方面迈出了重要一步

本研究中展示的光驱动C-H活化过程可应用于许多长链有机化合物，包括聚乙烯和纳米材料系统中常用的表面活性剂 More information: Jingang Li et al, Light-driven C–H activation mediated by 2D transition metal dichalcogenides, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49783-z

Journal information: Nature Communications