如果给人类的各项发明做个最佳排行和最糟排行,塑料很可能在两个榜都名列前茅。它成本低、重量轻、容易制造,极大地方便了我们的生活,然而它给环境带来的污染也令人触目惊心。堆积如山的塑料垃圾。为了解决这个问题,人们想了很多方法,比如倡议多用布袋,或采用能循环使用的材料、能被微生物降解的材料等等。近日,智利的一家公司推出了一种“可以喝的塑料袋”,为降低塑料袋对环境的影响提供了一种新的思路。
普通塑料袋降解可能要数百万年,而这种塑料袋只需五分钟。塑料袋可溶于水?这好像和我们的生活常识相反。这次他们用的这种塑料袋的原料主要并不是生活中最常见的聚乙烯、聚氯乙烯,而是聚乙烯醇。其实人们早就知道,聚乙烯醇会在大约95℃的水中溶解,但是这一次的产品发布会上,发布了几种具有不同溶解温度的塑料袋,这又是怎么做到的呢?我们可以把塑料袋的内部结构想象成互相缠绕的、长长的线。
这些线条长短不一,有些还会分叉,就像耳机线那样。我们讨厌缠在一起的耳机线,但工程师们却很喜欢缠在一起的分子链。因为分子链越长,越复杂,相互之间就会缠得越厉害,构成的材料往往强度就会越高,塑料袋就会越结实。一堆耳机线缠在一起,解起来得费上半天的功夫。如果是一堆软糖卷在一起呢?直接泡(塞)在(进)水(嘴)里(里)就能轻松地解决这个问题。你看,这就是水溶性材料和非水溶性材料之间的区别。
这个思路同样也可以运用在塑料袋的制作中。聚乙烯醇的链段中有的部分是带有羟基(-OH)的,这是一个和水很友好的基团。这就好像耳机线中每隔一小段就是一截糖块一样,这样的耳机线缠在一起,也可以很容易地解开,泡水里就行了(并不)。除了和水的亲和性,链段的长度也是另一个影响水溶性的因素。你看,不同长度的软糖,它们缠在一起的程度也不一样。要让链段更容易解开,不如让他们一开始就不容易打结。
混入一些比较短的链段,它们也就不会缠得太紧啦。亲水基团越多、链段越短,聚乙烯醇就更容易在水中分散。控制着两个参数,就得到了常温也能溶于水的品类。塑料袋给我们的印象一直是“有毒”,“不能加热”等等。其实聚氯乙烯塑料袋、聚碳酸酯塑料杯这些塑料制品的毒性,来源于合成过程中加入的有毒助剂,这些有毒性的小分子可能在高温中释放出来。而大分子本身的毒性都很小,而聚乙烯醇更是一种具有很好的生物亲和性的大分子。
我们在眼药水中也可以找到聚乙烯醇的身影。不过,发布会上用来喝的聚乙烯醇是在原料和制造工艺都过关的情况下才展示的,可别真当饮料喝哦。研究人员喝下一杯这种塑料袋溶解于水后形成的“饮料”,以示这种材料对人体没有毒性。一个AI:遇水就化、化开无毒,这个特性还解决了塑料袋使用中的一个大麻烦:家中的婴幼儿和野外的动物,再也不会吃到塑料袋发生窒息危险了。