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海南三亞崖州灣科技城，從海洋打撈上來的五花八門的塑料垃圾——附著泥沙的塑料袋、混著海水的廢棄塑料瓶、被海藻纏結的尼龍漁網，正被陽光“溫柔切割”。兩年前，為破解“白色污染”這個令人頭疼的頑疾，華東師范大學化學與分子工程學院教授姜雪峰和他的團隊“以光為刃”，在海邊開啟了一場直奔產業的降塑實驗。而今，曾依賴焚燒填埋處理、在自然中仍可存留數百年的頑固污染物正逐步走上“重生之路”。
姜雪峰團隊正在華東師范大學海南研究院海洋塑料循環研發中心進行光解塑料實驗。(受訪者供圖)
一束破解悖論的午后陽光
“塑料是20世紀最偉大的發明之一，但人類創造塑料時，沒畫完其生命周期的另一半圓。”在姜雪峰眼里，塑料令人“愛恨交織”：沒有哪一種材料能像塑料一樣輕便、堅韌、廉價，但它極其頑固，難以降解，不僅威脅環境，其微小顆粒還會順著食物鏈危及海洋生物和人類健康。
如果能把回收的塑料轉化為高價值原料，走通循環利用的閉環，就能讓其生命“圓滿”。可是，普通自然條件和微生物都對它束手無策。2011年，姜雪峰團隊開始琢磨塑料降解的破局之道。“傳統技術依賴高溫高壓這種‘蠻力’，能耗高得嚇人，還會產生大量碳排放和有毒物質。企業撐不起產業閉環，更別說可持續發展了。”老路走不通，團隊索性換了種思路——與其“硬碰硬”，不如找條“巧路”：有沒有可能在常溫常壓下，讓塑料乖乖降解?
一個午后，陽光透過實驗室玻璃窗，在儀器上投下明亮的光斑。姜雪峰盯著那片光亮頓悟：太陽光是一種清潔可再生的能源，普通光照或許威力有限，但如果有合適的催化劑“助攻”，說不定能釋放意想不到的力量。
長期深耕硫元素研究的姜雪峰在調控硫的多價態氧化時，發現了一位很有分寸的“拆解工”——鈾238。它既能切斷目標化學鍵，又不會“用力過猛”導致額外污染。他意識到，這種“恰到好處”或許正是解開塑料降解難題的鑰匙。
實驗很快證實了他的想法，鈾238“偏愛”460納米的藍光，而隨處可見的太陽光恰好覆蓋這個波段。由此，塑料被分解成高純度單體，可直接用于合成新材料，重新回到生產線，實現“生產-應用-降解-再生”的生命閉環。
姜雪峰團隊正在華東師范大學海南研究院海洋塑料循環研發中心進行光解塑料實驗。(受訪者供圖)
一場扎根真實的技術驗證
然而，現實中的廢塑料并不單純。“買一包純品塑料來做實驗很容易，但這不能解決真問題。”姜雪峰指著回收來的各式樣品舉例說，一只飲料瓶包含硬質的瓶蓋、軟質的瓶身，以及黏合劑、發泡劑、抗氧化劑和色素;而漁網除了塑料編織線，還摻雜著交聯劑、抗紫外劑等“難纏”的化學制劑。
回收塑料的不完美，還在于它充滿生活氣息。 “誰扔垃圾前，會特意將它洗干凈?”為了讓“光解”塑料的想法在真實場景中過招，姜雪峰的實驗室里總堆著些“臟東西”：廚余垃圾中的油污塑料、被雨水浸泡的戶外地毯、磨損嚴重的汽車塑料配件，這些附著污漬的“原生態”垃圾，才是新技術真正的“考場”。要知道，常規方法碰上這些“帶雜質的硬骨頭”就犯難，而光催化技術能兼容各類臟污，避免產生二次污染。
“真實、廢舊、低能耗”這三個詞被姜雪峰寫在實驗室的白板上，這是光解技術走向產業化的“指南針”。為了無限接近真實，2023年，姜雪峰索性把實驗室搬到了海南三亞的大海邊。這里不僅光照充足，海水中也富含催化光解的鈾238。同時，這里更是直面海洋垃圾的“前線”，各種廢塑料歷經風吹日曬，依舊頑固地保持著原始形態，成為海洋生態難以消化的“梗阻”。海洋垃圾的處理需求與光、鈾資源的天然匹配，讓崖州灣科技城成為光解塑料技術的最佳實踐地。
“海洋守護者二號”水面清掃無人船(圖/上海交通大學)
今年6月，華東師范大學海南研究院與上海交通大學海南研究院在崖州灣聯合成立“海洋塑料綠色循環聯合實驗室”，攜手開啟了一場“垃圾處理接力賽”。上海交大研制的清掃設備忙著從海底、水面、沙灘把廢塑料撈上來，轉頭送進姜雪峰的實驗室進行光解——一邊專心“撿”，一邊埋頭“拆”，雙方配合默契。那些曾被判定“價值耗盡”的塑料垃圾，在光催化的“魔法”下，從應用末端走向新材料的起點。
塑料的“需求井噴”還未到來
背靠大海這座天然實驗室，姜雪峰的降塑實驗不斷加速：2023年，團隊攻克了生活塑料垃圾的降解;2024年，實現了塑料多級結構拆解;2025年，他們將目標瞄準更難處理的工程塑料，目前光解回收率已達85%。
經過14年研究探索，光解技術已能分解30多種塑料，但降塑技術的爬坡還沒有抵達頂端。在姜雪峰看來，現在只是人類對高性能塑料需求的起點，未來30年將迎來更多新型塑料的應用“井噴”——隨著電子產品、交通工具、航空航天等領域對小型化、輕量化的追求，高性能塑料將逐步取代金屬材料。以聚砜塑料為例，這種“塑料界的鋼鐵”比金屬還輕，而且抗腐蝕、耐高溫、強度高，已被廣泛應用于醫療、汽車、航空航天等領域，全球年需求量達10萬噸且在持續增長。
對此，姜雪峰把目光放到了更遠。他說：“材料領域的研究者都在探索新型高分子材料，以滿足更多未來需求。隨著新型塑料不斷涌現，降解技術會面臨更多挑戰，但也會孕育更多突破機會。”
姜雪峰團隊正在華東師范大學海南研究院海洋塑料循環研發中心進行光解塑料實驗。(受訪者供圖)
目前，光解塑料相關技術已孵化出2家企業推進中試生產，其中一家專門研發用于生產的設備和裝置，逐步搭建起各類流體化系統、光催化系統和自動化降解系統，形成一套完整的解決方案。
什么時候能真正實現垃圾變原料的量產?姜雪峰坦言，技術工程化、工程產業化比走通實驗室里的“從0到1”涉及的問題更復雜，包括技術標準、市場對接等多個環節，需要數百次的中試驗證來確保生產流程和產品的穩定性、安全性和可控性。
