29 de octubre de 2024
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Esta esponja captura los pequeños trozos de oro de los residuos electrónicos
Una esponja autoconstruible que recolecta oro de manera eficiente podría eliminar algunos métodos hostiles utilizados para procesar los desechos electrónicos
Si los 62 millones de toneladas métricas de desechos electrónicos producidos en un año se cargaran en camiones de basura, rodearían el planeta de un lado a otro, según un informe reciente de las Naciones Unidas. Y escondidos en ese monstruoso embotellamiento habría cantidades sorprendentes de metales preciosos, incluido el oro, crucial en la electrónica porque conduce la electricidad, se estira formando cables y no se corroe fácilmente. Los iPhone modernos tienen oro en sus cámaras, placas de circuito y conector USB-C. Libra por libra, hay más oro en los teléfonos móviles que en el mineral de una típica mina de oro.
Pero extraer metales preciosos de aparatos electrónicos desechados es un negocio duro. Utilizando fundiciones que consumen mucha energía, las instalaciones de reciclaje procesan los desechos electrónicos con un calor extenuante. O usarán agentes cáusticos para descomponer los componentes electrónicos a granel en líquidos llenos de iones metálicos, un enfoque que luego requiere procesos electroquímicos complejos y tratamientos tóxicos para extraer elementos valiosos en sus formas metálicas. La búsqueda de métodos más respetuosos con el medio ambiente que omitan esos pasos adicionales ha llevado a los científicos de materiales por callejones inusuales: por ejemplo, un aerogel elaborado a partir de proteína de suero (un subproducto del queso) puede capturar iones de oro de Placas base de ordenador bañadas en ácido.. Otro material experimental, descrito este mes en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU.combina grafeno (una lámina de carbono de un átomo de espesor) con quitosano, un azúcar que se encuentra en las cáscaras de los camarones. Debido a que el quitosano se adhiere espontáneamente a la lámina de carbono, la esponja esencialmente se construye por sí sola.
En sus experimentos iniciales, los autores del estudio utilizaron la esponja para filtrar agua que contenía iones de oro. El líquido amarillo pálido se volvió claro a medida que las partículas de oro se acumulaban en la superficie del grafeno. Una vez allí, los iones reaccionaron con el quitosano, un agente reductor natural que ayudó a transformar el oro nuevamente en su forma metálica. Los investigadores también probaron la esponja en desechos electrónicos parcialmente procesados; Cuando los científicos aumentaron la acidez del líquido a un pH de 3, el quitosano de la esponja capturó el oro restante ignorando otros metales. Aunque requiere un ambiente ácido, la esponja podría eliminar la necesidad de un procesamiento adicional, que puede depender de venenos como el cianuro para obtener oro metálico a partir de líquidos. “Nuestro método permite una recuperación eficiente del oro directamente de la mezcla de desechos”, dicen los coautores del estudio. Daria Andreeva-Baeumler y Konstantin Novoselovcientíficos de materiales de la Universidad Nacional de Singapur.
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Una imagen de microscopio electrónico de partículas de oro (amarillo) sobre la esponja de grafeno-quitosano.
El nuevo material es uno de los adsorbentes de oro más potentes jamás creados. (La adsorción es similar a la absorción más familiar, pero anuncioLas cosas absorbidas se acumulan en las superficies mientras ablas cosas absorbidas se interiorizan. Es la diferencia entre una gota de mostaza en tu barbilla y el hot dog que acabas de comer.) La esponja se recogió hasta 99,5 por ciento del oro en peso. de líquidos con concentraciones de oro tan bajas como tres partes por millón.
“Hasta donde yo sé, se trata de un valor récord”, afirma un físico del Instituto Federal Suizo de Tecnología de Zúrich Raffaele Mezzengaautor del estudio del aerogel de proteína de suero, que no participó en la investigación sobre la combinación de grafeno y quitosano. Señala que, por muy eficiente que sea la esponja, los componentes necesarios para fabricarla no son baratos y se pregunta si sería una opción viable “en condiciones operativas reales”. Adaptar la técnica para su uso a escala industrial, dicen Novoselov y Andreeva-Baeumler, “es de hecho el siguiente paso en nuestra investigación”.