新加坡國立大學(NUS)的研究人員為解決全球塑料垃圾問題做出了重大貢獻，他們創(chuàng)造了一種將塑料瓶垃圾轉化為氣凝膠的方法，用于許多有用的應用。

塑料瓶通常由聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)制成，這是世界上回收最多的塑料。由nus領導的研究小組，利用世界上第一個塑料瓶廢料，研制的PET氣凝膠柔軟、靈活、耐用、非常輕且易于處理。它們還具有優(yōu)異的隔熱性能和較強的吸收能力。這些特性使其具有廣泛的應用前景，如建筑隔熱和隔音、油污清理，以及消防服和二氧化碳吸收面罩的輕型襯里，可用于消防救援和逃生。

這項開創(chuàng)性的工作是由新加坡國立大學工程學院機械工程系的研究小組完成的。這一生產PET氣凝膠的技術是與新加坡科學技術研究機構(A*STAR)下屬的新加坡制造技術研究所(SIMTech)合作開發(fā)的。

回收廢塑料瓶

塑料垃圾是有毒的，不可生物降解的。這些廢物往往會流入海洋和垃圾填埋場，影響海洋生物，造成地下水污染和土地稀缺等問題。從全球來看，塑料瓶的年消費量一直在穩(wěn)步上升，預計到2021年將超過5000萬噸。

“塑料瓶廢物是最常見的一種塑料廢物，對環(huán)境有不利影響。我們的團隊開發(fā)了一種簡單、經濟、環(huán)保的方法，將塑料瓶廢料轉化為PET氣凝膠，用于多種用途。一個塑料瓶可以回收來生產a4大小的PET氣凝膠片。這種制造技術也易于大規(guī)模生產。通過這種方式，我們可以幫助減少塑料垃圾對環(huán)境的危害。”

研究團隊花了兩年時間(從2016年8月到2018年8月)來開發(fā)制造PET氣凝膠的技術。這項研究于2018年8月發(fā)表在科學雜志《膠體與表面A》上。

“我們的 PET氣凝膠用途非常廣泛。我們可以給他們不同的表面處理，以定制不同的應用。例如，當與各種甲基基團結合時，PET氣凝膠可以非常迅速地吸收大量的油。根據(jù)我們的實驗，它們的性能比現(xiàn)有的商業(yè)吸附劑高出七倍，非常適合用于清理油污。”

更輕更安全的消防服

另一種新穎的應用是利用PET氣凝膠的隔熱性能用于消防安全應用。現(xiàn)有的消防服體積龐大，經常與其他呼吸和安全設備一起使用。這可能會對消防員造成傷害，尤其是在長期的行動中。

新型輕質PET氣凝膠涂上阻燃劑后，具有優(yōu)異的耐熱性和穩(wěn)定性。它能承受620攝氏度的高溫——這是傳統(tǒng)消防服隔熱層的7倍，但重量只有傳統(tǒng)隔熱層的10%。柔軟靈活的PET氣凝膠也提供了更大的舒適性。

通過采用涂有阻燃劑的PET氣凝膠作為襯里材料，消防員的外套可以變得更輕、更安全、更便宜。還可以為個人使用生產低成本的耐熱夾克。

二合一面膜，吸收有害的二氧化碳和灰塵顆粒

當涂上胺基時，PET氣凝膠可以迅速從環(huán)境中吸收二氧化碳。它的吸收能力可與防毒面具所用的材料相媲美，因為防毒面具既昂貴又笨重。為了說明這一應用，該團隊將一層薄薄的PET氣凝膠嵌入到一種商業(yè)精細顆粒面膜中，以創(chuàng)建一種既能有效吸收灰塵顆粒又能有效吸收二氧化碳的原型面膜。

在新加坡等高度城市化的國家，使用PET氣凝膠制作的二氧化碳吸收面罩和隔熱夾克可以與高層建筑中的滅火器放在一起，為逃離火災的平民提供額外的保護。

新加坡國立大學的研究人員還在研究對PET氣凝膠進行簡單的表面改性，以吸收一氧化碳等有毒氣體，一氧化碳是煙霧中最致命的成分。

在他們早期的工作中，研究小組已經成功地將紙張和時裝廢料分別轉化為纖維素和棉花氣凝膠。新加坡國立大學的研究小組最近獲得了2018年“通過科技簡報創(chuàng)造未來設計競賽”可持續(xù)技術類別的第一名。