

2025年岁末,英国广播公司《科学焦点》杂志发布年度“最使人愉悦”的五则科学新闻,瞧着确实让人欣慰心安,它们是:1.“城市杀手”小行星大概率不会撞击地球;2.常见维生素补充剂或可延缓衰老;3.全球最大相机拍下首批照片;4.“永久化学物质”或许并不永久;5.可再生能源发电量首次超过煤炭。
对第4则科学新闻作出的解读是:科学家终于找到了销毁这类危险化学物质的方法。这类物质与多种癌症相关,会通过包装、织物和不粘锅进入我们的家庭环境。全氟和多氟烷基物质是环境与人类健康面临的一大难题。科学家的新方法是利用磷酸盐来打破使这类物质难以降解的强碳氟键。
所谓“永久化学物质”(persistent chemicals),亦称持久性有机污染物,特指一类在自然环境中极难降解的化学物质。近年来,多国科学家一直在探索研究捕获这些化学物质并摧毁它们的方法。2024年底《自然》杂志曾报道,中国科学技术大学的一个研究团队利用其独创的超级有机光还原剂,实现了对全氟和多氟烷基物质的低温高效降解,将其回收为无机氟盐和碳资源。
延展开来说,科学家对另外几类有降解之现实需求的化合物上了一些新“手段”,近期也取得了可喜的进展。
美国拉特格斯大学的一个研究团队开发出一种新的化学策略,用于制造可在日常条件下按预设时间表安全降解的塑料。其技术原理是,将类似于DNA或蛋白质等天然聚合物中的小官能团引入到合成聚合物中,它们在“触发”降解时能够精准地促进后者化学键的断裂,而降解可以在几天到几年不等的时间范围内被激活。这意味着,该技术可以调整塑料的使用寿命,以满足不同产品的特定需求。
无独有偶。澳大利亚联邦科学与工业研究组织找到了一种吸附性极强、能高效水解塑料的酶,在生产可生物降解塑料的过程中就将其植入。它一旦接触水分就会被激活,从而使塑料在履行完“使命”后能够较快降解,安全地回归自然环境。像这样,由酶驱动的可生物降解塑料项目,实则是在制造过程中融入解决方案,即在生产环节就将问题消除。
这与“绿色化学”所倡导的“预防废物产生优于事后清理”理念十分契合。其过程优化也要求尽可能做到避免或至少降低有毒化合物成为废料或可逃逸中间体的可能性,最终产物则应带给人类生活和环境最低的毒性风险。
再说塑料,这种高分子聚合物问世已一个半世纪。早年人们赞誉这项“伟大的发明”缓解了自然资源的压力,还将其视为环境可持续问题的解决方案。然而,开启了廉价且过度生产竞赛、应用广泛且降解殊为不易的塑料,今天却成为我们这个时代最严重、最难以解决的环境危机之一,1902年发明的塑料袋在2002年甚至被评为20世纪“最糟糕的发明”。这反差,何其大也!
我们有理由乐观地寄望于接续不断的科技进步么?
且看:2025年诺贝尔化学奖授予了北川进、理查德·罗布森和奥马尔·M·亚吉三位科学家。他们研发的金属有机框架(MOF)堪称一座精巧的、能在恰当条件下自我构建的智能建筑,即由间距规则的金属簇通过细长有机分子连接构成一种框架结构,捕获特定目标分子能效高强。譬如,某些MOF的框架结构中整合了催化剂,能将所吸附的物质分解为更简单的组分。而已开发出的各式MOF能高效吸附水中油污,储存大量氢气或甲烷,给饮用水去除污染物全氟和多氟烷基物质;还能在人体内精准递送释放药物,对环境里的抗生素进行吸收与酶促降解……活脱脱一个创新洋溢的空间!