科學人／最難回收的塑膠有救了！加一點鹽再搖一搖…鐵氟龍變身牙膏氟化鈉

圖／Gemini生成

在不沾鍋、高性能電子零件和實驗室儀器中，有一種材料因其耐高溫和耐化學腐蝕性而無可取代，它就是鐵氟龍（Teflon），化學名爲聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene, PTFE）。然而，正是這些優點，使其成爲了最難回收的塑膠之一，最後被丟棄在垃圾掩埋場。更糟糕的是，如果將鐵氟龍焚燒，會釋放出被稱爲「永久化學品」（PFAS）的持久性污染物。

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現在，英國紐卡斯爾大學和伯明罕大學的科學家們終於找到了一條綠色、節能的回收之道：只需要利用鈉金屬和簡單的機械運動，就能在室溫下成功分解並回收鐵氟龍的關鍵元素。這項技術順利將「廢棄物處理問題」轉化爲「可再利用的資源」。

碳氟鍵：回收鐵氟龍的世紀難題

鐵氟龍的化學結構由極爲牢固的碳－氟鍵（Carbon-Fluorine Bonds）組成。這些化學鍵賦予鐵氟龍出色的穩定性，但也使其幾乎無法被分解或回收。傳統上，若要從含氟材料中回收有用的氟，需要透過高能耗且高污染的方式。

紐卡斯爾大學的化學博士阿姆斯壯（Dr. Roly Armstrong）指出，在現代生活中，約三分之一的新藥和許多先進材料都含有氟，可見氟元素在近代工業的重要性，但全球每年生產數十萬噸鐵氟龍，最終大多成爲難以處理的垃圾。因此，如何將鐵氟龍從環境威脅變爲寶貴資源，一直是科學界的重大目標。

綠色新法：從高溫化學轉向機械化學

爲了解決這個回收難題，研究人員轉向了機械化學（Mechanochemistry）。這是一種利用機械的力學能來驅動化學反應的方法，取代傳統仰賴高溫或有毒溶劑的新興辦法。

這項新技術的步驟極爲簡單：

這套步驟最終產物是無害的碳，以及一種穩定的鹽類：氟化鈉（Sodium Fluoride）。

轉廢爲寶：無需純化的牙膏原料

回收得到的氟化鈉並非只是實驗室的副產品。它是我們日常生活中常見的物質，廣泛用於氟化物牙膏中，也是飲用水中添加的物質。

更重要的是，研究團隊證明了透過機械化學產生的氟化鈉，無需額外純化就可以直接用於合成其他有價值的含氟化合物，例如用於製藥、診斷工具和特種化學品的原料。

伯明罕大學的路爾利博士（Dr. Erli Lu）表示：「這個做法簡單、快速且便宜，是邁向永續氟化學的重要進展。」這項技術的突破，爲建立氟元素循環系統提供了藍圖。未來可以從廢棄物中回收氟，而非通過高污染的採礦和化學過程來獲取，將大幅降低含氟化學品對環境的影響，對於在醫藥、電子產品和再生能源系統中扮演關鍵角色的氟元素而言，具有巨大的永續價值。

（本文出自2025.12.29《科學人》網站，未經同意禁止轉載。）