9月4日消息，大阪大学研究团队在《ACS Sustainable Chemistry & Engineering》发表研究（DOI: 10.1021/acssuschemeng.6c05417），证明改变穿在可降解聚合物链上的分子环的尺寸，可同时调节材料韧性与酶降解速率，为"设计塑料寿命"提供了分子级工具。

聚己内酯（PCL）是有代表性的生物可降解聚酯，但传统增韧手段（共混、共聚）会改变支配降解行为的分子结构与链堆积，使"使用期足够坚韧"与"废弃后按期降解"难以兼得。

研究团队把目光投向聚苯硫醚（PPS）生产的工业副产物——环状聚苯硫醚c[n]PS，分离出c[5]PS、c[7]PS、c[9]PS三种环径，通过无溶剂开环聚合将其穿入PCL链，形成基于拟轮烷（pseudorotaxane）的"可滑动交联（movable crosslinks）"：环可沿链滑动，帮助重新分配应力、耗散能量。

性能上，仅添加0.5 wt%的c[7]PS即使PCL韧性接近翻倍，同时保留杨氏模量与热塑再加工性。酶降解呈现清晰环径依赖：c[5]PS略微加速降解，c[7]PS减缓，c[9]PS最快——48小时后薄膜无残余质量；不含滑动交联的对照组无此现象。机理分析表明，环径通过改变聚合物链活动性与无定形区受酶攻击的可及性来调节降解。

该工作有两重产业意义：其一，为制造"使用期坚固、废弃后按预定时间表降解"的塑料提供了新设计维度，有望按应用（包装、农膜、医用植入物等）定制材料寿命；其二，将PPS制造副产物升级为高值超分子材料，契合聚合物资源循环利用方向。资深作者Takashima教授指出，让材料耐用与让它快速分解看似矛盾，研究目标是让两者皆可调控。 （来源：University of Osaka）