综合塑料使现代生活的许多方面更便宜，更安全，更方便。但是，我们未能弄清楚如何在我们使用它们之后摆脱它们。

与食品和纸张等其他形式的垃圾不同，大多数合成塑料不容易被活的微生物或化学过程降解。因此，日益严重的塑料垃圾危机威胁着我们星球的健康。它体现在大太平洋垃圾带-漂浮着大量塑料垃圾的区域，法国大小的三倍位于加州和夏威夷之间。科学家估计，如果目前的趋势继续下去，海洋中的大量塑料将会到2050年相当于鱼类的质量。从石油中制作塑料也会增加大气中的二氧化碳水平，有助于气候变化。

很多我的工作一直致力于找到可持续的方式制作和分解塑料。我的实验室和其他人在两端都在进行进步。但这些新的替代品必须与具有建立基础设施和优化过程的合成塑料竞争。没有支持政府政策，创新的塑料替代方案将遇到所谓的“死亡谷“从实验室到市场。

从木材和丝绸到尼龙和有机玻璃

所有塑料都包括聚合物- 含有许多小单位或单体的大分子，连接在一起形成长链，非常类似于珠子的串。珠子的化学结构和加入它们的键合在一起确定聚合物的性质。一些聚合物形成稠硬且坚韧，如玻璃和环氧树脂的材料。其他人，如橡胶，可以弯曲和伸展。

几个世纪以来，人类已经从自然来源的聚合物中取出了产品，如丝绸，棉花，木材和羊毛。使用后，这些天然塑料容易被微生物降解。

衍生自油的合成聚合物在20世纪30年代开始开发。在20世纪40年代，迫切需要新的材料创新来支持第二次世界大战的联盟部队。例如，尼龙，于1935年发明，在降落伞和其他齿轮中取代了丝绸。和聚（甲基丙烯酸甲酯），称为Plexiglas，用来代替飞机窗户的玻璃。当时，人们很少考虑这些材料是否会被再利用或如何再利用。

现代合成塑料可分为两大类:热塑性塑料和热固性塑料。热固性塑料在加热时会变软，在冷却时会变硬;热固性塑料一旦成型就不会变软。一些最常见的大容量合成聚合物包括聚乙烯，用于制作薄膜包装和塑料袋;聚丙烯，用于形成可重复使用的容器和包装;聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，用于衣服、地毯和透明塑料饮料瓶。

回收挑战

今天只有10%左右在美国丢弃的塑料被回收。处理器需要输入的非污染或纯塑料的输入流，但废塑料通常含有杂质，例如残留的食物。

废弃塑料产品的批次也可能包括多种树脂类型，而且往往在颜色、形状、透明度、重量、密度或大小上不一致。这使得回收设施很难按类型排序。

将混合的塑料废料熔化并重新转化，产生的可回收材料的性能不如原始材料。因此，许多人把塑料回收称为“时间你。“

由于大多数消费者都知道，许多塑料品被压制的代码，该代码表示​​它们由三个箭头形成的三角形内部制成的树脂类型。这些代码是在20世纪80年代开发的塑料行业社会，旨在表明是否以及如何回收这些产品。

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然而，这些标识非常具有误导性，因为它们暗示所有这些商品都可以无限次回收。事实上，根据环境保护署的说法，回收利率于2015年对于高密度聚乙烯（SPI CODE 2）的PET（SPI CODE 1）的高度为31％，最适合其他组的百分比为10％。

在我看来，一次性塑料最终应该被要求是生物可降解的。为了实现这一目标，家庭应该有生物垃圾桶来收集食物、纸张和可生物降解的聚合物垃圾，用于堆肥。德国拥有这样的系统，以及旧金山堆肥来自家庭和企业的有机废物。

设计绿色聚合物

由于现代塑料有许多类型和用途，因此需要多种策略来更换它们或使其更加可持续。一个目标是从生物基碳源而不是油的聚合物。最易于实现的选择是将碳从植物细胞壁（木质纤维素）转化为单体。

举个例子，我的实验室开发了一种酵母催化剂它利用植物油脂将它们转化为聚酯纤维它的性质和聚乙烯相似。但与基于石油的塑料不同，它可以通过堆肥系统中的微生物完全降解。

它还必须开发用于将塑料分解成可重复使用的高价值化学品的新成本效益的路线。这可能意味着使用生物学以及化学催化剂。一个有趣的例子是来自肉虫的肠道细菌摘要聚苯乙烯，将其转化为二氧化碳。

其他科学家正在开发高性能的玻璃石 - 一种热固性塑料，其中交联链链的粘合剂可以形成和打破，这取决于内置条件，如温度或ph值。这些玻璃支架可以用来制作硬模制品，这些产品在使用寿命结束时可以转换为流动材料，从而可以改造成新产品。

经过多年的研究、开发和营销，合成塑料得到了优化。新的绿色聚合物，如聚乳酸，刚开始进入市场，主要是在堆肥袋、食品容器、杯子和一次性餐具。制造商在努力降低成本并提高性能时需要支持。它对联系学术和工业努力至关重要，以便新发现可以更快地商业化。

今天欧洲联盟和加拿大为发现和发展生物基和可持续塑料提供了比美国多得多的政府支持。如果美国想要在可持续聚合物革命中竞争，就必须改变这种状况。

理查德总是君尔斯默尔理工学院的化学教授。这篇文章最初出现在谈话。