今天给大家分享一篇近期发表在JACS 上的研究进展，题为：Complete Degradation of a Conjugated Polymer into Green Upcycling Products by Sunlight in Air。在该工作中，作者发现聚二乙炔类共轭聚合物可以在阳光和空气的共同作用下完全降解为具有回收价值的小分子。该工作的通讯作者是华中科技大学的罗亮教授和香港科技大学的唐本忠院士。

随着废弃塑料危机日益严重，发展可降解聚合物成为高分子科学的重要研究方向。共轭聚合物是一类特种聚合物，在柔性电子器件等领域发挥着重要作用。然而，到目前为止，共轭聚合物的降解仍然缺乏研究。

理想条件下，废弃聚合物的降解可以在完全自然条件下进行而无需额外处理，并且能够在较短时间内完成；降解产物不含有害物质，无塑料微粒残留。本文中，作者即以主链为聚二乙炔的PDDA作为原型，在阳光照射和空气气氛下，实现了自然条件下，从高分子量共轭聚合物到小分子降解产物的转变（图1）。

图1. 自然条件下共轭聚合物的降解

具体来说，作者首先通过此前发展的topochemical polymerization从DDA单体合成得到PDDA（图2，A）。PDDA的薄膜由于主链的共轭结构而呈现深红色。而后，作者将PDDA薄膜浸入水中，在空气和阳光下暴露一周后，红色薄膜即可完全消失，得到无色澄清溶液（图2，B）。凝胶电泳表征了这个过程中聚合物分子量的变化（图2，C，D）。

图2. PDDA的合成和降解

此外，作者还通过DLS证明了降解产物中不含聚合物颗粒，通过UV-Vis和Raman光谱表征了降解过程中共轭骨架的变化，以及通过¹H/¹³C-NMR、HR-MS和HPLC确证了降解主要产物为丁二酸。值得注意的是，HPLC表征显示，降解粗产物中大约60%为丁二酸，其余为其他降解得到的小分子（图3）。

图3. 降解粗产物的HPLC-MS表征结果

最后，作者对PDDA的氧化降解机理进行了探究。作者认为，共轭高分子具有连续共轭的π-电子骨架，可以大大促进活性氧物种的光化学生成。因此，无需任何的助氧化剂，PDDA便可完成上述降解。这是本体系不同于其他氧化降解塑料的地方。

综上，本文中作者发现聚二乙炔类共轭聚合物PDDA在空气和阳光的共同作用下，可发生光氧化降解，最终完全降解为以丁二酸为主的小分子。这一发现为共轭高分子的降解提供了新的思路。