中国科学院外籍院士、华东理工大学国际知名大师客座教授伯纳德·L·费林加，与该校教授张琦、曲大辉团队，提出了面向动态聚合物的“超分子化学回收”新思路，可将聚合物定量、高效、低碳转化为晶态单体，且所得单体可进一步重新聚合，生成与原始材料性能一致的高品质聚合物，为绿色塑料循环利用提供了新路径。11月5日，相关研究成果发表于《自然-纳米技术》。

在现代社会强调可持续发展的大背景下，开发可闭环化学回收的新型高分子材料，为实现塑料循环经济提供了理想的化学解决方案。当前可闭环化学回收高分子设计思路主要聚焦于分子工程策略，但往往伴随着较高的碳排放。如何突破现有化学回收技术的局限性，开发低碳、无溶剂、甚至无催化剂的聚合物到单体的回收技术，仍然是一个开放式挑战。

在前期研究基础上，研究团队筛选了100多种硫辛酸衍生物单体，偶然发现了一种“不易聚合”的单体分子硫辛酰胺。在固态下，该硫辛酰胺由于侧链酰胺氢键，将二硫五元环组装为交叉排列、空间相互隔离的超分子结构，空间上有利于分子内二硫键的形成。这意味着在该体系中，固态下的单体-聚合物平衡方向与超分子组装方式直接相关。

研究人员进一步发现，以少量有机酸为溶剂，可将固态下不可聚合的硫辛酰胺高效转化为聚合物。据此，研究人员将甲酸作为超分子调节剂和催化剂，制备得到聚硫辛酰胺，再经真空处理获得干燥的聚硫辛酰胺薄膜。该薄膜在室温下十分稳定，并在偏光显微镜下观测到大量的纳米结晶域，展现出类似于弹性体的力学性质。

在120℃下退火2小时后，纳米结晶域进一步组装与生长，形成高度有序的球晶状半结晶聚合物网络，并存在聚合物的半结晶氢键网络。在120℃条件下退火48小时后，半结晶聚合物网络在热力学驱动力下继续发生共价重构，在无溶剂、无催化剂的条件下从聚合物自发转换为结晶单体。最终，聚合物能够以定量的收率回收得到纯度90%以上的单体晶体。

值得一提的是，该自发回收过程主要由自组装过程的氢键（焓）驱动，无需输入大量的热量或溶剂，本体系的回收过程是自发的放热过程，且无需催化剂使用及其分离步骤。碳足迹评估结果显示，无溶剂的超分子化学回收工艺每回收1千克聚合物仅需排放0.36千克二氧化碳，较传统的溶剂回收工艺节省了99%的碳排放。

超分子化学回收技术原理图。图片由研究团队提供

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41565-025-02041-9