مواد و ساخت پیشرفته

محققان سوئیسی موفق به یافتن ماده کلیدی فیلتراسیون طلا در فرایند پنیرسازی شدند! روش جدیدی برای بازیابی طلای با خلوص بالا از وسایل الکترونیکی دور ریخته شده که به ازای هر یک دلار هزینه پنجاه دلار بازگشت دارد. بشر هزاران سال است که ارزش زیادی برای طلا به عنوان یک فلز گرانبها قائل بوده است ولی اخیراً از آن برای کاربردهای فنی آن در الکترونیک و میکروالکترونیک، هوافضا، پزشکی، بیوتکنولوژی و نانوتکنولوژی بهره می برد.. با این حال مانند هر فلز دیگری طلا نیز یک منبع تجدیدناپذیر است و ارزش فزاینده‌ای دارد. در این مطالعه جدید، روشی پایدار و مقرون به صرفه برای استخراج انتخابی طلا از زباله‌های الکترونیکی یا زباله‌های الکترونیکی شرح داده شده است.

رافائل مزانگا نویسنده مسئول این مطالعه در این باره گفت واقعیتی که من بیش از همه دوست دارم این است که ما از یک محصول جانبی صنایع غذایی برای به دست آوردن طلا از زباله‌های الکترونیکی استفاده می‌کنیم که شما نمی‌توانید روشی پایدارتر از آن به دست آورید! محصول جانبی صنعت غذا که مزانگا به آن اشاره می‌کند آب پنیر است، قسمت آبکی شیر که هنگام تهیه پنیر از کشک جدا می‌شود. در اینجا، محققان این ضایعات لبنی را به ماتریکسی از فیبرهای آمیلوئید پروتئین تبدیل کردند که به عنوان جاذب برای حذف انتخابی طلا از زباله‌های الکترونیکی استفاده می‌کردند.

در شرایط اسیدی و دماهای بالا، پروتئین‌های آب پنیر دناتوره شدند - تخریب ساختار پروتئین به یک ساختار شل‌تر و تصادفی‌تر - و باعث تجمع آنها به نانوفیبریل‌ها در ژل شد. ژل خشک شده و به شکل اسفنج در آمد. سپس محققان قطعات فلزی را از بیست مادربرد قدیمی کامپیوتر استخراج کردند و آنها را در یک حمام اسید حل کردند تا فلزات را یونیزه کنند یا آنها را به یون‌های مثبت و منفی جدا کنند. وقتی اسفنج فیبریل پروتئینی در محلول یون فلزی قرار گرفت، یون‌های طلا به آن چسبیدند. با اینکه سایر فلزات - برای مثال مس و آهن - نیز توسط اسفنج جذب می‌شدند ولی طلا به مراتب کارآمدتر جذب می‌شد.

پس از جذب یون‌های طلا، اسفنج فیبریل پروتئینی تحت حرارت قرار گرفت و یون‌ها را به پوسته‌هایی تبدیل کرد که در نهایت به یک قطعه طلا با جرم حدود 500 میلی‌گرم ذوب شد. تجزیه و تحلیل نشان داد که این قطعه عمدتاً از طلا (90.8 درصد وزنی) ساخته شده است که مس و نیکل به ترتیب 10.9 درصد وزنی و 0.018 درصد وزنی دارند. یافته‌ها خلوص بالای قطعه را نشان می‌دهد که مربوط به 21 یا 22 قیراط است. در این مقاله، محققان قابلیت تجاری روش خود را نشان دادند. با احتساب هزینه‌های تهیه مواد منبع و هزینه‌های انرژی برای کل فرآیند، کل هزینه بازیابی یک گرم طلا از زباله‌های الکترونیکی 50 برابر کمتر از ارزش طلای بازیافت شده بود.

و این روش از نظر زیست‌محیطی نیز بهتر است. استفاده از کربن فعال معمولی برای بازیابی یک گرم طلا از زباله‌های الکترونیکی حدود 116 گرم دی‌اکسید‌کربن تولید می‌کند، در حالیکه ردپای کربن با استفاده از اسفنج فیبریل پروتئینی کمتر است و در نهایت تقریباً 87 گرم گاز گلخانه‌ای تولید می‌شود. دلیل اصلی اثرات زیست‌محیطی بیشتر استفاده از کربن فعال مصرف انرژی بالاتر آن در طول تولید است که عمدتاً به دلیل منابع سوخت غیرقابل تجدیدپذیر همراه با ظرفیت جذب کمتر از اسفنج است. تلاش‌های قبلی برای استخراج طلا همگی دارای اشکالاتی مانند مقیاس‌پذیری بوده است.

از آنجاییکه آب پنیر یک پروتئین حیوانی است، اسفنج فیبریل پروتئینی احتمالاً نسبت به کربن فعال آسیب بیشتری به اکوسیستم وارد می‌کند. به این ترتیب، محققان بررسی خواهند کرد که آیا می‌توان از پروتئین‌های گیاهی مانند آنهایی که از نخود فرنگی و سیب‌زمینی به دست می‌آید، به جای آب پنیر استفاده کرد یا خیر. این محققان قصد دارند این فناوری را برای بازار تجاری بهینه و آماده‌سازی کنند. در حالیکه زباله‌های الکترونیکی منبع آغاز امیدوارکننده‌ای برای استخراج طلا هستند، اما آنها به چیزهای دیگر از جمله زباله‌های صنعتی ناشی از تولید ریزتراشه یا فرآیندهای آبکاری طلا هم توجه دارند.

منبع

ارتباط با ستاد در صفحات تلگرام - اینستاگرام - بله