为了解决塑料难题，我们需要开发“循环”系统，在该系统中，用于生产塑料的源材料经过处理和回收后才能完整循环。在东京工业大学，由青木大辅助理教授和大冢秀幸教授领导的一组科学家正在开创一个新概念。在他们新的环保工艺中，使用生物质(生物塑料)生产的塑料被化学回收成肥料。这项研究将发表在英国皇家化学学会的期刊Green Chemistry 上，该期刊专注于可持续和环保技术的创新研究。
该团队专注于聚(异山梨醇碳酸酯)或“PIC”，这是一种生物基聚碳酸酯，作为石油基聚碳酸酯的替代品而备受关注。PIC 是使用一种从葡萄糖中提取的无毒材料异山梨醇 (ISB) 作为单体生产的。有趣的部分是加入 ISB 单元的碳酸盐链接可以在称为“氨解”的过程中使用氨 (NH 3 )切断。该过程产生尿素，这是一种广泛用作肥料的富含氮的分子。虽然这种化学反应对科学来说并不是什么秘密，但很少有关于聚合物降解的研究关注所有降解产物的潜在用途，而不仅仅是单体。
首先，科学家们研究了在温和条件下(30°C 和大气压)在水中完全氨解 PIC 的效果。这一决定背后的基本原理是避免使用有机溶剂和过多的能源。该团队通过各种手段仔细分析了所有反应产物，包括核磁共振光谱、傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱。
虽然他们设法以这种方式生产尿素，但即使在 24 小时后 PIC 的降解也没有完全，许多 ISB 衍生物仍然存在。因此，研究人员尝试提高温度，发现在 90°C 下大约 6 小时内可以实现完全降解!Aoki 博士强调了这种方法的好处，“反应在没有任何催化剂的情况下发生，表明使用氨水和加热可以轻松地进行 PIC 的氨解。因此，从化学回收的角度来看，该过程操作简单且环保.”
最后，为了证明所有 PIC 降解产物都可以直接用作肥料，该团队用模式生物拟南芥进行了植物生长实验。他们发现用所有 PIC 降解产物处理的植物比只用尿素处理的植物生长得更好。
这项研究的总体结果展示了开发塑料肥料系统的可行性。这些系统不仅可以帮助对抗污染和资源枯竭，还有助于满足世界日益增长的粮食需求。Aoki 博士总结道：“我们相信，我们的工作代表着在不久的将来开发可持续和可回收聚合物材料的里程碑。‘塑料面包’时代即将来临!”