随着塑料污染持续加剧，对生态系统和野生动物的风险越来越大，制造商开始做出雄心勃勃的承诺，将新型塑料排除在环境之外。越来越多的国家签署了《美国塑料公约》，承诺到2025年，100%的塑料包装可重复使用、可回收或可堆肥，并实现50%的塑料包装有效回收或堆肥。

但对于生产大量小型一次性塑料的公司来说，这些口袋大小的物体是实现回收目标的主要障碍。

麻省理工学院化学工程系二年级博士生亚历克西斯·霍肯(Alexis Hocken)说:“想想你的牙刷、旅行装牙膏管、旅行装洗发水瓶等物品。”“它们最终实际上从当前回收基础设施的裂缝中溜走了。所以你可能会把它们放在家里的回收箱里，它们可能会一直被送到分类设施，但当真正对它们进行分类时，它们永远不会在生产线的最后变成可回收的塑料包。”

现在，由五家消费品公司组成的团队正在与麻省理工学院合作，开发一种分类流程，可以将最小的塑料产品留在回收链中。

这些公司——高露洁-棕榄、宝洁、Estée兰黛公司、欧莱雅和Haleon——都生产大量的“小尺寸”塑料，或至少二维长度小于两英寸的产品。在与布拉德奥尔森合作，亚历山大和I.迈克尔卡塞尔(1960)化学工程教授;土木与环境工程副教授Desiree Plata;麻省理工学院环境解决方案计划;以及非营利组织可持续发展联盟(the Sustainability Consortium)，这些公司正在寻求一种分类技术原型，用于回收设施进行大规模测试和商业开发。

霍肯在奥尔森的实验室工作，着手研究回收系统的复杂性。材料回收设施(mrf)有望处理各种形状、大小和材料的产品，并将它们分类为纯玻璃、金属、纸张或塑料。霍肯开始回收项目的第一步是与奥尔森和普拉塔一起参观缅因州波特兰的一个mrf。

“我们真的可以看到塑料从传送带上掉下来。”她说。“离开巡演，我想，天哪!还有很多可以改进的地方。我们可以对这个行业产生如此大的影响。”

从设计塑料到管理塑料

霍肯一直都知道她想在工程领域工作。她在亚利桑那州的斯科茨代尔(Scottsdale)长大，她的父亲是一名设计生物医学设备的电气工程师，她有时间和父亲一起工作。她说:“看到他作为工程师工作，以及他如何解决这些非常重要的问题，绝对激发了我的兴趣。”“当我开始我的本科学位时，在看到我父亲在他的职业生涯中所做的日常工作后，我很容易就做出了选择工程学的决定。”

在亚利桑那州立大学(Arizona State University)，她选择了化学工程专业，开始研究聚合物，提出了用于3D塑料打印的添加剂组合，可以帮助微调最终产品的表现。但即使每天都和塑料打交道，她也很少考虑自己的工作对环境的影响。

“然后在我在亚利桑那州立大学最后一年的春天，我从可持续性的角度上了一门关于聚合物的课，这真的开阔了我的眼界，”霍肯回忆道。该课程由可持续大分子材料和制造生物设计中心主任、可持续塑料领域的知名专家蒂莫西·朗教授授课。“在第一次会议上，他列出了有关塑料危机的所有非常可怕的事实，这让我非常有动力去深入研究这个领域。”

第二年在麻省理工学院，霍肯找到了奥尔森作为她的顾问，并从一开始就把塑料可持续性作为她的重点。

她说:“来到麻省理工学院是我第一次在亚利桑那州以外的地方冒险，时间超过三个月。”“这真的很有趣。我喜欢住在剑桥和波士顿地区。我爱我的实验伙伴。每个人都很支持我，无论是给我一些关于我试图弄清楚的科学的建议，还是在我感到有点沮丧的时候给我打气。”

循环利用的挑战

如今，许多塑料研究都致力于创造新材料，包括更容易被自然生态系统吸收的可生物降解材料，以及在熔化和重铸后能更好地保持其性能的高度可回收材料。

但霍肯也认为，我们迫切需要更好的方法来处理我们正在制造的塑料。她说:“虽然可生物降解和可持续的聚合物是一条非常重要的路线，我认为它们当然应该得到进一步的发展，但我们距离实现所有塑料包装的普遍应用还有一段路要走。”只要大量的传统塑料从工厂生产出来，我们就需要创新的方法来阻止它们堆积在塑料污染的大山上。在她的一个项目中，Hocken试图找到再生塑料的新用途，利用其失去的强度来生产一种类似橡胶的有用的柔性材料。

小型回收项目也属于这一类。支持该项目的公司向麻省理工学院的团队提出了挑战，要求他们完全按照目前的生产方式来使用他们的产品，尤其是因为他们的竞争对手使用类似的包装材料，而麻省理工学院团队设计的任何解决方案都需要覆盖这些材料。

这是一个巨大的挑战。为了启动这个项目，参与的公司向麻省理工学院的团队发送了一系列需要通过分类流程的小型产品。

这些容器包括唇膏、除臭剂、药片和洗发水，以及牙刷和牙线签等一次性工具。霍肯说:“我预见到的一个限制或问题是，形状的变化有多大。”“牙线签和牙刷的形状非常不同。”

它们也不是由同一种塑料制成的。许多产品是由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，回收标签系统中的第1类)或高密度聚乙烯(HDPE，第2类)制成的，但在样品产品中，几乎所有7种回收类别都有代表。团队的解决方案必须处理所有这些问题。

另一个障碍是大型MRF的分拣过程已经非常复杂，需要在设备上进行大量投资。废物流通常会经过一个“玻璃破碎屏”，它会粉碎玻璃并收集碎片;一系列旋转的橡胶星拉出二维物体，收集纸张和纸板;磁体:吸引或排斥不同金属的磁铁和涡流系统;最后是一系列光学分拣机，利用红外光谱来识别各种类型的塑料，然后用气流把它们吹到不同的斜槽中。mrf不会对采用额外的分拣机感兴趣，除非它们价格便宜，易于适应这个复杂的流程。

霍肯说:“我们感兴趣的是创造一些可以改造成当前技术和基础设施的东西。”

共享解决方案

可持续发展联盟(TSC)的集体行动经理詹妮弗·帕克(Jennifer Park)说:“回收是一个很好的例子，说明需要在竞争前进行合作。”

她一直在与企业利益相关者合作研究小型可回收性，并帮助召集了这个项目的赞助商，并组织了他们的贡献。“制造这些产品的公司认识到，他们无法独自改变整个系统。对于什么是可回收的，什么是不可回收的，保持一致是避免混乱和推动大规模影响的唯一方法。

“此外，有趣的是，消费品包装公司正在赞助麻省理工学院的这项研究，重点是mrf级别的创新。他们正在投资创新，希望这些创新能被回收行业采用，从而在实现自身的可持续发展目标方面取得进展。”

Hocken认为，尽管存在挑战，但研发一种能够防止小尺寸塑料从mrf手中溜走的技术是非常值得的。

她说:“如果这些产品更容易分类，它们就更容易回收。”“唯一不同的是尺寸。所以你可以在家里回收大瓶和旅行用的小瓶洗发水，但小瓶的最后不能保证做成塑料包。如果我们能想出一种解决方案，专门针对那些还在分类线上的垃圾，它们更有可能出现在生产线末端的塑料袋中，这些塑料袋可以卖给塑料回收者，然后他们可以在新产品中使用这种材料。”

“TSC对这个项目以及我们与麻省理工学院的合作感到非常兴奋，”Park补充道。“我们的项目利益相关者非常致力于寻找解决方案。”

要了解更多关于这个项目的信息，请联系麻省理工学院环境解决方案倡议的企业参与主任克里斯托弗·诺布尔。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。