Elektronický odpad sa „stáva“ zlatom vďaka syrovým proteínom

V stredoveku transformovať materiály na zlato bol to jeden z nesplniteľných snov alchymistov.

Dnes vďaka revolučnému výskumu profesora Raffaele Mezzenga, z Katedry zdravotníckych vied a technológií Polytechnickej univerzity v Zürichu, sa tento sen zdá byť oveľa bližší.

Je zrejmé, že výskumníci nepremenili iný chemický prvok na zlato, ako to chceli urobiť starí alchymisti: v centre štúdie, práve publikovanej v medzinárodnom časopise „Advanced Materials“, získavanie zlata z elektronického odpadu, alebo elektronický odpad.

Výskumníci ETH vyvinuli mimoriadne metódu hospodárne a udržateľné extrahovať vzácny kov zo starých základných dosiek počítačov pomocou proteínových vlákien získaných z srvátka, vedľajší produkt priemyslu cézarií.

Obvody z obnoviteľných surovín pre „zelenú“ elektroniku
Revolučné senzory, ktoré dokážu ušetriť milióny batérií
Svätý grál zelenej chémie: fluorochemikálie bez toxicity

Elektronický odpad: poklad, ktorý netreba podceňovať

The elektronický odpad sú celosvetovo najrýchlejšie rastúcim pevným odpadom: v roku 2023 sme podľa odhadov OSN vyprodukovali približne 8 kíl každý, celkovo viac ako 60 miliónov ton: váži viac ako Veľký čínsky múr.

Z tejto obrovskej hory elektronického odpadu, menej ako 20 percent prichádza vhodne zozbierané a recyklované.

Elektronický odpad sa však v nich drží veľmi vzácne kovy ktoré sú základom pre vývoj nových technológií v rôznych oblastiach použitia, od elektroniky až po letectvo. Medzi týmito kovmi,zlato je nepochybne najcennejšia, a to nielen pre svoju obchodnú hodnotu.

Ako sme čítali v štúdii, ktorá bola nedávno publikovaná v „Pokročilé materiály”, zlato je už tisícročia stredobodom vývoja ľudskej spoločnosti: nie je to len inertný drahý kov, ale prvok, ktorý „Má vynikajúcu vodivosť, ťažnosť, odrazivosť, biokompatibilitu a stabilitu“, vďaka čomu je a základná súčasť technologického rozvoja prúd.

To sa deje v elektronike, pri katalýze, vletecký priemysel a nanotechnológie, v medicíne a biotechnológii.

Zlato je čoraz žiadanejšie pre tieto aplikácie a vzhľadom na to, že ide o a neobnoviteľný zdroj, viac ako kedykoľvek predtým je potrebné identifikovať stratégiu, ktorá nám umožní získať vzácny kov z odpadu, počnúc elektronický odpad a priemyselných odpadových vôd.

Prvá nabíjateľná a… jedlá batéria na svete
Swiss Ecowork Space na recykláciu elektronického odpadu
Mlieko, vitamín D a osteoporóza: aký je skrytý odkaz?

22-karátový zlatý nuget zo starých počítačov

Vzhľadom na rastúci dopyt po zlate pre technologické aplikácie už boli vyvinuté metódy, ktoré to umožňujú extrahujte ho z elektronického odpaduIde však o neefektívne systémy, ktoré si vyžadujú obrovské zdroje a ktoré často zahŕňajú použitie vysoko toxické chemikálie.

Ten, ktorý vyvinuli výskumníci na Polytechnika v Zürichu, pod vedením profesora Raffaele Mezzenga, z Katedry zdravotníckych vied a technológií, je úplne iná metóda, pri ktorej sa používa špongia z vláknité proteínové agregáty získané zo srvátky.

Dvojnásobne udržateľný systém, ktorý zhodnocuje odpad a druhotné produkty potravinárskeho priemyslu a umožňuje nám získať veľmi vzácny a neobnoviteľný materiál oveľa ekonomickejším a bezpečnejším spôsobom.

Výskumníkom sa podaril nepredstaviteľný čin: začať od 20 starých počítačových základných dosiek, získali 22-karátový zlatý nuget s hmotnosťou 450 miligramov využitím špongia z proteínových fibríl získaný zo srvátky (vedľajší produkt mliekarenského priemyslu (ktorý sa zhoduje s tekutou časťou mlieka, ktorá sa oddeľuje od tvarohu počas výroby syra).

Profesorov tím, ktorý patrí medzi 0,1 percenta najcitovanejších vedcov na svete („Clarivate 2023 Highly Cited Researchers“), zistil, že vláknité proteínové agregáty získané zo srvátky sú extrémne efektívne pri získavaní zlata z elektronického odpadu.

Okrem toho je táto nová metóda vysoko udržateľná a určite sľubná od a ekonomické hľadisko: ako dokazujú výpočty profesora z Zürichu, náklady na dodávku východiskových materiálov, pripočítané k energetickým nákladom celého procesu, sú 50 krát menej na hodnotu vyťažiteľného zlata.

Štúdia o Olivine, "najlepšom priateľovi"... diamantov
Vo Švajčiarsku je inovatívne aj zrenie syra
Dvadsať švajčiarskych frankov v striebre ako pocta solárnej energii

Od elektronického odpadu k čistému zlatu: sľubné vyhliadky do budúcnosti

Ak chcete vyrobiť fibrilovú špongiu, Mohammad Peydayesh a ostatní vedci z tímu Raffaele Mezzenga denaturovali srvátkový proteín vďaka kyselinovej úprave sa agregovali do proteínových nanofibríl vo forme gélu. Potom gél vysušili a vytvorili špongiu, ktorá sa používala na extrakciu zlata z elektronického odpadu.

Kovy získané z 20 základných dosiek staré počítače boli rozpustené v a kyslý kúpeľ, ktorý ionizoval kovy.

Vedci potom vložili špongiu z proteínových vlákien do roztoku kovových iónov a ióny zlata priľnuli k proteínovým vláknam.

Nakoniec špongiu zahriali, aby zredukovali ióny zlata na vločky, získali ich a roztavili na zlatý nuget.

Konečným výsledkom experimentu je nuget s hmotnosťou približne 450 miligramov zložený pre 91 percent zo zlata (v 22 karátovom zlate sú diely 91,6 percenta).

Teraz chcú vedci túto technológiu ďalej rozvíjať: mohla by sa použiť na extrakciu vzácneho kovu z iných zdrojov, ako je priemyselný odpad výroba mikročipov alebo procesy pokovovania zlatom.

Ďalší zaujímavý aspekt, ktorý treba preskúmať, sa týka možnosti výroby hubiek s proteínovými vláknami, pričom sa začína od iné vedľajšie produkty bohaté na bielkoviny alebo z iného odpadu z potravinárskeho priemyslu.

"Najviac sa mi páči, že na výrobu zlata z elektronického odpadu používame vedľajší produkt potravinárskeho priemyslu.“, vysvetlil Raffaele Mezzenga.

Táto metóda, poznamenáva profesor, premieňa dva odpadové produkty na zlato: „Nemôžete byť udržateľnejší ako toto!".

Atrament z odpadových olejov: udržateľná inovácia spoločnosti IsusChem
Inovačný cirkus, ktorý predstavuje budúcnosť ekonomiky
V tajomstvách Zwischgoldu,... nanomateriálu stredoveku