成果简介
塑料，尤其是包括聚乙烯和聚丙烯在内的聚烯烃的广泛使用导致了严重的环境危机。然而，化学回收作为从塑料废弃物中提取价值的一种有前途的解决方案，却因其复杂性而未得到充分利用。本文，南京农业大学张诚 副教授团队等在《Small》期刊发表名为“Upgrading Polyolefin Plastic Waste into Multifunctional Porous Graphene using Silicone-Assisted Direct Laser Writing”的论文，研究开发了一种简单的方法，即硅辅助直接激光写入（SA-DLW），将聚烯烃塑料废弃物升级为多功能多孔石墨烯，即激光诱导石墨烯（LIG）。
这种方法是在聚烯烃中渗入硅酮，硅酮可以延缓 DLW 过程中的烧蚀，并提供额外的碳原子，实验和分子动力学结果都证实了这一点。转化率高达 38.3%。升级后的 LIG 具有多孔结构和高导电性，可用于制造各种性能优异的能源和电子设备。此外，SA-DLW 技术还可用于升级各种类型和形式的塑料废弃物。以织物形式升级塑料废物大大简化了预处理。最后，在废弃医用口罩的无纺布上制作了一个可穿戴柔性传感器，用于手势监测。这项工作为将塑料废物升级为有价值的产品提供了一个简单而有效的解决方案，有助于缓解塑料污染带来的环境挑战。
图文导读
图1、使用SA-DLW将聚烯烃塑料废料升级为LIG的过程和应用示意图。
图2、升级后的LIG和副产品的材料表征
图3、升级后的系统的MD仿真结果
图4、获得高质量的LIG产品，进行了系统的优化
图5、LIG的多功能应用从PP粉末（8.0 W激光功率，20 mm s−1扫描速度、40% 粉末百分比和 2000 目粒径）
图6、塑料织物的升级和应用
小结
综上所述，作者开发了一种SA-DLW，用于将聚烯烃塑料废料升级为多功能多孔LIG材料。在有机硅的帮助下，低熔点聚烯烃的烧蚀被延缓，并提供了额外的碳原子，使简单的DLW能够成功地升级塑料废物。已经设计了适当的实验和 MD 模拟来验证这种机制。由于多孔结构和高导电性（薄层电阻=76.2 Ω/□），基于升级后的LIG的各种储能和传感设备表现出良好的性能，表明升级后的产品具有很高的价值。SA-DLW技术适用于升级各种塑料废物，产量从33.1%到55.8%不等。除粉末外，开发的SA-DLW还可用于以织物形式升级塑料废物，从而简化预处理。废弃医用口罩的无纺布已升级为LIG，并用作可穿戴柔性传感器，用于手势监测。这项工作可以促进塑料升级和环境保护的发展。
文献：https://doi.org/10.1002/smll.202310273
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