主要商品塑料因其耐用性、化学抗性和广泛的应用而受到重视。聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)、聚苯乙烯 (PS)、聚氯乙烯 (PVC)、聚 (甲基丙烯酸甲酯) (PMMA) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 在许多行业中被广泛使用。它们的广泛使用部分基于塑料在常规条件下基本惰性的普遍看法，因此被认为对于一般使用是安全的。尤其是聚烯烃如PP和PE，由于仅由非极性碳氢链组成，因其耐用性和化学抗性而闻名。然而，除了它们的块状形态，塑料还以微塑料和纳米塑料 (MNPs) 的形式存在，这引起了公众的关注，因为它们的存在在我们世界的几乎每一个角落都被发现，甚至在人类体内也有检测到。越来越多的证据表明，微塑料和纳米塑料可能对生物系统造成不利的健康后果，在从细胞到高等生物的各种模型系统中诱发压力、炎症和细胞毒性。人类流行病学研究进一步揭示与微塑料和纳米塑料接触相关的生殖损害、心血管问题、神经系统疾病、炎症性肠病和癌症的相关性惊人，广泛引发了对其健康后果的担忧。尽管分子机制仍不清楚，可能是多因素的，但塑料组成、颗粒形态和形状，以及表面功能化在微塑料与生物系统的相互作用及其诱导毒性中的作用都不可忽视。块状塑料的假定化学惰性需要与其碎片化的微尺度形式的毒性相协调。自然界中的塑料与水、有机物和空气不断接触，使得塑料-环境界面成为一个潜在的重要因素，但却未得到充分重视。此外，塑料惰性的普遍观念主要来源于其作为块状材料的行为。碎片化成微塑料大大增加了表面与体积比，可能放大任何塑料-环境界面的活动，并赋予微塑料在块体状态下不显著的突现活性。基于这些考虑，我们旨在通过研究塑料与环境的界面来检验塑料惰性的主流范式。利用一系列互补的分析技术对一系列商品塑料进行观察，我们发现微塑料-水界面的疏水性增强时，羟基自由基（•OH）的生成非常丰富，同时伴随强烈的界面静电效应，这与自由基的生成相关。分子模拟和从头计算进一步揭示了一种结构-活性关系，将微塑料的表面化学与界面水联系起来，其中部分溶剂化和静电效应共同使得在疏水微塑料-水界面附近生成•OH。这个内在的物理化学活性为理解微塑料如何与生物分子和细胞相互作用、化学修饰甚至损害提供了功能假设。重要的是，这种活性源于水与疏水物质的基本相互作用，包括界面水重组、静电和部分溶剂化。这些特性与新兴的微滴化学领域所涉及的特征密切平行，在该领域中，水界面已被证明能够加速多种反应并促进在块状水中不可逆的氧化还原过程。类比而言，碎片化微塑料所创造的广泛且持久的疏水表面可能作为一种替代的、固体支持的平台，进行类似的界面化学，这对材料、生物医药和环境领域都有影响。在界面上自发生成自由基 PS 是一种最常见的商品塑料，其除了碳氢骨架和侧基苯基外，没有反应性官能团，且以其化学抗性和耐用性而闻名。橙色甲基（methyl orange）是一种偶氮染料，易于被活性氧种（ROS）降解。由于PS粉末在水中溶解性差，一般被视为化学惰性，因此不期待PS微塑料与橙色甲基发生化学相互作用。然而，当PS微塑料与含有橙色甲基的水混合时，我们观察到意外的橙色甲基降解现象。虽然在没有PS的情况下，橙色甲基在溶液中保持稳定，但随着与PS微塑料的持续搅拌，橙色甲基的降解伴随颜色的变化，从浅黄色逐渐变为几乎无色，持续10天。