編輯總結
目前大多數塑料回收方法依賴于宏觀的機械粉碎、清洗和再加工，因此回收材料的性能相較于原始聚合物會有所下降。通過化學降解回到原始單體，可實現更徹底的純化，并通過再聚合恢復理想性能。本文報告了一個令人驚訝的發現：在二氯苯溶劑中，紫光照射可以將聚甲基丙烯酸酯（如有機玻璃）干凈地降解回其原始單體。該過程似乎涉及溶劑中微量氯自由基的釋放，這些自由基可從聚合物主鏈中抽取氫原子。——Jake S. Yeston
研究背景
將具有碳-碳主鏈的乙烯基聚合物解聚回其單體，代表了一條理想的塑料廢棄物減量路徑。然而，由于這些材料的高穩定性，使其解聚仍然是一個挑戰。目前的前沿方法主要依賴于“設計型”聚合物，這些聚合物既未實現商業化生產，也不適用于實際應用。針對這一問題，瑞士蘇黎世Athina Anastasaki教授團隊在Science期刊上發表了題為“Visible light–triggered depolymerization of commercial polymethacrylates”的最新論文。在本研究中，他們報道了一種由主鏈引發、可見光觸發的解聚方法，該方法可直接適用于含有未知雜質（如共聚單體、添加劑或染料）的商業聚合物。本研究通過直接從溶劑中原位生成氯自由基，可實現聚甲基丙烯酸酯近乎定量（>98%）的解聚，而不受其合成路線（如自由基或離子聚合）、端基或分子量（高達 160 萬道爾頓）的影響。這種方法具備多克級解聚能力，并可實現時間可控性，使其成為一種通用且多功能的回收途徑。
研究亮點
(1) 本研究首次提出一種可見光觸發的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）解聚方法，實現了近乎定量的單體回收。該方法不依賴于預先引入的弱鍵，而是通過主鏈裂解途徑實現解聚。(2) 研究通過可見光照射誘導PMMA主鏈斷裂，在高分子量（最高可達10? g/mol）及含有不可解聚共聚單體的情況下，依然能夠實現高效解聚。此外，該方法對經過長期（溶劑）熱處理的PMMA仍然有效，表明其對商業產品的廣泛適用性。(3) 該方法適用于實際商業產品，如 Plexiglas，并可在多克級別（>10 g）直接解聚，無需去除其中含有的未知添加劑。(4) 相較于傳統熱裂解（>400°C）和基于可控自由基聚合（ATRP、RAFT）末端解聚策略，本研究提出的主鏈裂解方法避免了高能耗、低單體回收率及對特定結構聚合物的依賴，為大規模 PMMA 回收提供了一種新的高效路徑。
圖文解讀
圖 2. 可見光 - 通過主鏈啟動使PMMA的解聚。
結論展望
本研究突破了傳統塑料回收方法的局限，提出了一種無需依賴特種聚合物的主鏈引發解聚策略，實現了商業 PMMA 在溫和條件下的高效分解，并實現了近乎定量的單體回收。這一發現不僅降低了解聚過程的能耗，還避免了端基依賴性，使得方法適用于高分子量及含有共聚單體的實際工業聚合物。更重要的是，該方法直接利用溶劑誘導的氯自由基進行解聚，避免了對昂貴催化劑或復雜聚合物結構的需求，從而提高了工藝的可行性和經濟性。這一研究為塑料的高效循環利用提供了新的解決方案，并為未來開發更廣泛適用的聚合物解聚技術奠定了基礎。未來，該方法有望擴展至其他高分子材料，進一步提升塑料回收效率，助力塑料污染治理和循環經濟發展，為可持續材料科學提供重要的研究方向。Hyun Suk Wang et al. ,Visible light–triggered depolymerization of commercial polymethacrylates.Science387,874-880(2025).DOI:10.1126/science.adr1637
