海南三亚崖州湾科技城，从海洋打捞上来的五花八门的塑料垃圾——附着泥沙的塑料袋、混着海水的废弃塑料瓶、被海藻缠结的尼龙渔网，正被阳光“温柔切割”。两年前，为破解“白色污染”这个令人头疼的顽疾，华东师范大学化学与分子工程学院教授姜雪峰和他的团队“以光为刃”，在海边开启了一场直奔产业的降塑实验。而今，曾依赖焚烧填埋处理、在自然中仍可存留数百年的顽固污染物正逐步走上“重生之路”。
姜雪峰团队正在华东师范大学海南研究院海洋塑料循环研发中心进行光解塑料实验。（受访者供图）
一束破解悖论的午后阳光
“塑料是20世纪最伟大的发明之一，但人类创造塑料时，没画完其生命周期的另一半圆。”在姜雪峰眼里，塑料令人“爱恨交织”：没有哪一种材料能像塑料一样轻便、坚韧、廉价，但它极其顽固，难以降解，不仅威胁环境，其微小颗粒还会顺着食物链危及海洋生物和人类健康。
如果能把回收的塑料转化为高价值原料，走通循环利用的闭环，就能让其生命“圆满”。可是，普通自然条件和微生物都对它束手无策。2011年，姜雪峰团队开始琢磨塑料降解的破局之道。“传统技术依赖高温高压这种‘蛮力’，能耗高得吓人，还会产生大量碳排放和有毒物质。企业撑不起产业闭环，更别说可持续发展了。”老路走不通，团队索性换了种思路——与其“硬碰硬”，不如找条“巧路”：有没有可能在常温常压下，让塑料乖乖降解？
一个午后，阳光透过实验室玻璃窗，在仪器上投下明亮的光斑。姜雪峰盯着那片光亮顿悟：太阳光是一种清洁可再生的能源，普通光照或许威力有限，但如果有合适的催化剂“助攻”，说不定能释放意想不到的力量。
长期深耕硫元素研究的姜雪峰在调控硫的多价态氧化时，发现了一位很有分寸的“拆解工”——铀238。它既能切断目标化学键，又不会“用力过猛”导致额外污染。他意识到，这种“恰到好处”或许正是解开塑料降解难题的钥匙。
实验很快证实了他的想法，铀238“偏爱”460纳米的蓝光，而随处可见的太阳光恰好覆盖这个波段。由此，塑料被分解成高纯度单体，可直接用于合成新材料，重新回到生产线，实现“生产-应用-降解-再生”的生命闭环。
姜雪峰团队正在华东师范大学海南研究院海洋塑料循环研发中心进行光解塑料实验。（受访者供图）
一场扎根真实的技术验证
然而，现实中的废塑料并不单纯。“买一包纯品塑料来做实验很容易，但这不能解决真问题。”姜雪峰指着回收来的各式样品举例说，一只饮料瓶包含硬质的瓶盖、软质的瓶身，以及黏合剂、发泡剂、抗氧化剂和色素；而渔网除了塑料编织线，还掺杂着交联剂、抗紫外剂等“难缠”的化学制剂。
回收塑料的不完美，还在于它充满生活气息。 “谁扔垃圾前，会特意将它洗干净？”为了让“光解”塑料的想法在真实场景中过招，姜雪峰的实验室里总堆着些“脏东西”：厨余垃圾中的油污塑料、被雨水浸泡的户外地毯、磨损严重的汽车塑料配件，这些附着污渍的“原生态”垃圾，才是新技术真正的“考场”。要知道，常规方法碰上这些“带杂质的硬骨头”就犯难，而光催化技术能兼容各类脏污，避免产生二次污染。
“真实、废旧、低能耗”这三个词被姜雪峰写在实验室的白板上，这是光解技术走向产业化的“指南针”。为了无限接近真实，2023年，姜雪峰索性把实验室搬到了海南三亚的大海边。这里不仅光照充足，海水中也富含催化光解的铀238。同时，这里更是直面海洋垃圾的“前线”，各种废塑料历经风吹日晒，依旧顽固地保持着原始形态，成为海洋生态难以消化的“梗阻”。海洋垃圾的处理需求与光、铀资源的天然匹配，让崖州湾科技城成为光解塑料技术的最佳实践地。
“海洋守护者二号”水面清扫无人船（图/上海交通大学）
今年6月，华东师范大学海南研究院与上海交通大学海南研究院在崖州湾联合成立“海洋塑料绿色循环联合实验室”，携手开启了一场“垃圾处理接力赛”。上海交大研制的清扫设备忙着从海底、水面、沙滩把废塑料捞上来，转头送进姜雪峰的实验室进行光解——一边专心“捡”，一边埋头“拆”，双方配合默契。那些曾被判定“价值耗尽”的塑料垃圾，在光催化的“魔法”下，从应用末端走向新材料的起点。
塑料的“需求井喷”还未到来
背靠大海这座天然实验室，姜雪峰的降塑实验不断加速：2023年，团队攻克了生活塑料垃圾的降解；2024年，实现了塑料多级结构拆解；2025年，他们将目标瞄准更难处理的工程塑料，目前光解回收率已达85%。
经过14年研究探索，光解技术已能分解30多种塑料，但降塑技术的爬坡还没有抵达顶端。在姜雪峰看来，现在只是人类对高性能塑料需求的起点，未来30年将迎来更多新型塑料的应用“井喷”——随着电子产品、交通工具、航空航天等领域对小型化、轻量化的追求，高性能塑料将逐步取代金属材料。以聚砜塑料为例，这种“塑料界的钢铁”比金属还轻，而且抗腐蚀、耐高温、强度高，已被广泛应用于医疗、汽车、航空航天等领域，全球年需求量达10万吨且在持续增长。
对此，姜雪峰把目光放到了更远。他说：“材料领域的研究者都在探索新型高分子材料，以满足更多未来需求。随着新型塑料不断涌现，降解技术会面临更多挑战，但也会孕育更多突破机会。”
姜雪峰团队正在华东师范大学海南研究院海洋塑料循环研发中心进行光解塑料实验。（受访者供图）
目前，光解塑料相关技术已孵化出2家企业推进中试生产，其中一家专门研发用于生产的设备和装置，逐步搭建起各类流体化系统、光催化系统和自动化降解系统，形成一套完整的解决方案。
什么时候能真正实现垃圾变原料的量产？姜雪峰坦言，技术工程化、工程产业化比走通实验室里的“从0到1”涉及的问题更复杂，包括技术标准、市场对接等多个环节，需要数百次的中试验证来确保生产流程和产品的稳定性、安全性和可控性。
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