تیمی از دانشمندان نوعی اسفنج ساخته‌اند که از اکسید گرافن و کیتوسان تشکیل شده و می‌تواند برای استخراج طلا از زباله‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد.

شیمی‌دانان و دانشمندان مواد از دانشگاه ملی سنگاپور، با کمک همکارانی از دانشگاه منچستر در انگلیس و دانشگاه فناوری گوانگ‌دونگ در چین، مقاله‌ای در نشریه آکادمی ملی علوم آمریکا منتشر کرده‌اند که در آن نحوه ساخت این اسفنج و عملکرد آن در آزمایش‌ها توضیح داده شده است.

تحقیقات پیشین نشان داده است که حذف طلا، نقره و سایر فلزات از تجهیزات الکترونیکی غیرقابل استفاده، به ‌عنوان راهی برای بازیافت این مواد، فرایندی دشوار و اغلب آلاینده است.

حذف طلا، نقره و سایر فلزات از تجهیزات الکترونیکی

زباله‌های الکترونیکی، معروف به پسماندهای الکترونیکی، اغلب حاوی مقادیر زیادی طلا و سایر فلزات سنگین هستند. دانشمندان روش‌هایی برای بازیابی این فلزات ارزشمند ابداع کرده‌اند، اما این فرایندها معمولاً به مواد شیمیایی مصنوعی متکی هستند که می‌توانند به محیط زیست آسیب برسانند.

اسفنج جدید استخراج طلا را بسیار کارآمدتر می‌کند

در این مطالعه جدید، تیم تحقیقاتی راهی برای استخراج طلا پیدا کرده است که نه تنها ارزان‌تر و پاک‌تر از روش‌های متداول است، بلکه کارایی بسیار بیشتری نیز دارد.

تیم تحقیقاتی مواد خود را با دقت انتخاب کرد—هر دو ماده قبلاً برای استخراج طلا از سایر مواد استفاده شده بودند. گرافن توانایی خود در جذب یون‌ها را به اثبات رسانده و کیتوسان (یک زیست‌پلیمر طبیعی) به ‌عنوان یک عامل کاهنده شناخته شده است که در این مورد برای تبدیل کاتالیزوری یون‌های طلا به شکل جامد آن استفاده شد.

این دو ماده با اجازه دادن به کیتوسان برای خود‌آرایی روی پوسته‌های گرافن دوبعدی به یک ترکیب تبدیل شدند—فرآیندی که منجر به ایجاد سایت‌هایی بر روی ماده نیز شد که توانایی اتصال به یون‌های طلا را داشتند. پس از جذب یون‌های طلا توسط گرافن، کیتوسان آن‌ها را به حالت جامد طلا تبدیل کرد، که جمع‌آوری آن را آسان می‌کند—فرآیندی که تیم تحقیقاتی آن را بسیار کارآمد توصیف می‌کند.

این تیم اسفنج خود را با استفاده از پسماند الکترونیکی واقعی که توسط یک شرکت بازیافت ارائه شده بود، آزمایش کرد. این پسماند الکترونیکی به شکل یک محلول مخلوط بود، به این معنی که با سایر مواد موجود در تجهیزات الکترونیکی آسیاب شده و به یک مایع تبدیل شده بود. اندازه‌گیری‌ها قبل از درمان، نشان‌دهنده غلظت طلا برابر با 3 ppm بود.

اسفنج تازه توسعه‌یافته توانست تقریباً 17 گرم/گرم از یون‌های Au³⁺ و کمی بیش از 6 گرم/گرم از یون‌های Au⁺ استخراج کند. تیم تحقیقاتی ادعا می‌کند که این مقادیر تقریباً 10 برابر هر فرآیند استخراج شناخته شده دیگر است.

استخراج طلا از پسماند الکترونیکی با استفاده از شیر کهنه

اخیراً، رافائل مزنگا (Raffaele Mezzenga) از ETH زوریخ در سوئیس و همکارانش روشی برای بازیافت طلا از پسماندهای الکترونیکی با استفاده از یک آئرژل مشتق‌شده از شیر ابداع کرده‌اند.

او و تیمش با استفاده از پروتئین آب پنیر، یک محصول جانبی صنعت پنیرسازی، یک آئرژل با چگالی پایین تولید کردند. به گفته او، ساخت این ماده اسفنج‌مانند ارزان است:

«ارزش طلایی که ما بازیابی می‌کنیم، 50 برابر هزینه‌ای است که برای تبدیل پروتئین به این اسفنج سرمایه‌گذاری می‌کنیم.»

استخراج طلا از پسماند الکترونیکی با استفاده از شیر کهنه

محققان پروتئین آب پنیر را در یک محلول اسیدی قرار داده و حرارت دادند. این کار باعث شد پروتئین‌ها از ساختار توپی‌شان باز شده و به رشته تبدیل شوند. سپس محلول را انجماد-خشک کردند و یک قرص سبک‌وزن با تخلخل بالا تشکیل دادند.

محمد پيدايش (Mohammad Peydayesh)، مهندس شیمی ایرانی و عضو تیم تحقیقاتی در ETH زوریخ، می‌گوید:

«می‌توانید این آئرژل‌ها را روی گل بگذارید. مزیت آئرژل‌ها این است که سطح ویژه بالایی دارند.»

این آئرژل 93 درصد از طلا را جذب کرد و کمتر از 10 درصد از سایر فلزات را جدا نمود.