弗林德斯大学团队用紫外光合成富硫聚合物,探索可回收材料新路径

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科学家首次利用紫外线(UV)光这一低成本且易获得的能源,合成出更具可持续性与可回收性的聚合物材料。该成果由弗林德斯大学绿色化学专家团队牵头,被研究人员视为利用废弃物制备高含硫聚合物、以替代部分塑料材料的重要进展。

相关论文题为《用光制造和拆解聚(三硫化物):通过脉冲LED照射精确调控自由基浓度》,已发表于《美国化学会杂志》。

在应用层面,弗林德斯大学团队在过去十年中展示,富硫聚合物因其高度柔韧性,可用于多种高价值场景,包括重金属污染土壤与水体修复、红外成像光学以及新型抗菌剂等。研究团队表示,最新方法有望推动此类材料应用进一步拓展,并降低制备成本。

弗林德斯大学科学与工程学院、澳大利亚研究理事会早期职业研究奖(DECRA)获得者、论文第一作者托马斯·尼科尔斯博士表示,团队证明这些聚合物不仅可以以更可持续的方式生产,也能够借助紫外光和LED等低成本能源实现回收,并可结合其他方式进行处理。

在合成路径上,来自弗林德斯大学、塔斯马尼亚大学与迪肯大学的跨学科团队通过对单体构建块进行紫外光照射,实现富硫聚合物的连接生成。研究还引入脉冲LED(发光二极管)用于聚合物合成,以提升工艺的绿色属性。

尼科尔斯指出,紫外光在反应初期会打断硫—硫键,团队通过短脉冲LED照射来应对聚合过程中可能出现的降解问题。研究人员称,该技术使合成高分子量聚合物成为可能,从而可面向可回收粘合剂、新型光刻光阻剂以及防腐涂层等用途。

研究团队同时展示了材料的可回收路径:聚合物可通过紫外光照射或加热至150摄氏度以上实现解聚回收,使单体构建块能够再次聚合并重复使用。

论文合著者贾思敏·波普尔博士表示,团队的最新发现显示,仅需通过开关光源即可合成高分子量硫聚合物;她称该方法条件温和、安全且可持续,为硫聚合物的便捷合成提供了途径。

弗林德斯大学作者哈沙尔·帕特尔博士则表示,以每分钟60次的稳定闪光进行实验是一项“令人兴奋的项目”,用于进一步探索这些聚合物化学可回收性的更多应用及其机理分析。


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