绿色塑料将如何从实验室进入市场?
石油基塑料颗粒在各种颜色。
合成塑料已经使现代生活更便宜的许多方面，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。
与其他形式的垃圾不同，例如食物和纸张，大多数合成塑料不能容易地通过活微生物或通过化学过程降解。因此，越来越多的塑料废物危机威胁着我们星球的健康状况。它被体现在伟大的太平洋垃圾补丁- 浮动塑料垃圾的大规模区，法国大小的三倍，在加利福尼亚州和夏威夷之间伸展。科学家估计，如果目前的趋势持续下去，海洋中的塑料质量将会到2050年的鱼质量等于鱼．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。
许多我的工作一直致力于寻找以可持续的方式制造和分解塑料．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，创新的塑料替代品就会遇到越过所谓的“死亡”从实验室到市场。
从木头和丝绸到尼龙和有机玻璃
所有塑料都是由聚合物-包含许多小单位或单体的大分子，连接在一起形成长链，很像串珠。珠子的化学结构和连接它们的键决定了聚合物的性质。有些聚合物可以形成坚硬的材料，如玻璃和环氧树脂。其他的，如橡胶，可以弯曲和拉伸。
聚四氟乙烯单体，一种不粘合成树脂(上面)和一串单体(下面)染色体
几个世纪以来，人类一直用天然材料制成产品，如丝绸、棉花、木材和羊毛。使用后，这些天然塑料很容易被微生物降解。
衍生自油的合成聚合物是在20世纪30年代开始的，当时迫切需要在第二次世界大战中支持盟军部队时拼命的新材料创新。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，替换飞机窗户中的玻璃。那时，几乎没有考虑这些材料如何重用。今天，在美国只有大约10%的废弃塑料被回收。
现代合成塑料可分为两大类:热塑性塑料，加热时软化，冷却时再次硬化;还有热固性的，一旦成型就不会变软。一些最常见的大批量合成聚合物包括用于制作薄膜包装和塑料袋的聚乙烯;聚丙烯，用于形成可重复使用的容器和包装;以及用于衣服、地毯和透明塑料饮料瓶的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
回收的挑战
今天只有约10％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。
一批处理的塑料产品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分类(PDF)．
熔化和改造混合塑料废物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，并且旨在表示是否以及如何回收这些产品。
但是，这些徽标非常误导，因为他们表明所有这些商品都可以回收无限的次数。事实上，根据环境保护局，2015年的回收率(PDF)对于高密度聚乙烯（SPI CODE 1）的PET（SPI CODE 1）的高度为31％，对于其他群体，最适合的高密度聚乙烯（SPI CODE 2）和百分比。
在我看来，单用塑料最终应该是可生物降解的。为了使这项工作，家庭应该具有BioWaste垃圾桶来收集食品，纸张和可生物降解的聚合物废物以进行堆肥。德国拥有这样的系统，以及旧金山堆肥来自家园和企业的有机废物．
设计绿色聚合物
随着现代塑料的许多类型和用途，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（PDF）．
作为一个例子，我的实验室开发出一种酵母催化剂，可培养植物衍生的油把它们转化成聚酯纤维它的性质类似于聚乙烯。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．
开发新的经济有效的途径将塑料分解成可重复利用的高价值化学品也势在必行。这可能意味着使用生物和化学催化剂。一个有趣的例子是一种来自粉虫的肠道细菌消化聚苯乙烯，将其转化为二氧化碳。
其他科学家正在开发高性能玻璃体，这是一种热固性塑料，其化学键可以交联链可以形成也可以打破，取决于诸如温度或pH等内置条件。这些玻璃体可用于制造硬质成型产品，可以在其寿命结束时转化为可流动的材料，因此可以将它们改进到新产品中。一次性塑料最终应该被要求是可生物降解的。
需要多年的研究，开发和营销，优化合成塑料。新的绿色聚合物，如聚乳酸，才刚刚开始进入市场，主要是堆肥袋，食品容器，杯子和一次性餐具．制造商在降低成本和提高性能时需要支持。把学术和工业的努力联系起来也是至关重要的，这样新发现就可以更快地商业化。
今天,欧盟(PDF)和加拿大提供更多的政府支持，对生物和可持续塑料的发现和发展而不是美国。如果美国想要在可持续的聚合物革命中竞争，那必须改变。
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