Rafræn úrgangur „verður“ að gulli þökk sé ostapróteinum

Á miðöldum, umbreyta efni í gull það var einn af ómögulegum draumum gullgerðarmanna.

Í dag, þökk sé byltingarkenndum rannsóknum prófessors Raffaele Mezzenga, frá heilbrigðisvísindum og tæknideild Polytechnic háskólans í Zürich, virðist þessi draumur mun nær.

Vitanlega breyttu vísindamennirnir ekki öðru efnafræðilegu frumefni í gull, eins og fornu gullgerðarmennirnir ætluðu að gera: í miðju rannsóknarinnar, sem nýlega var birt í alþjóðlega tímaritinu "Advanced Materials", endurheimt gulls úr rafeindaúrgangi, eða rafræn úrgangur.

ETH vísindamenn hafa þróað ákaflega aðferð hagkvæmt og sjálfbært að vinna góðmálminn úr gömlum tölvumóðurborðum, með því að nota próteinþráða sem fengnir eru úr mysa, aukaafurð keisaraiðnaðarins.

Hringrásir úr endurnýjanlegu hráefni fyrir "græna" rafeindatækni
Byltingarkenndu skynjararnir sem geta sparað milljón rafhlöður
Hinn heilagi gral græns efnafræði: eiturefnalaus flúorefna

Rafræn úrgangur: fjársjóður sem ekki má vanmeta

sem rafeindaúrgangur þeir eru ört vaxandi fasti úrgangur á heimsvísu: árið 2023, samkvæmt áætlunum Sameinuðu þjóðanna, framleiddum við u.þ.b. 8 kíló hver, fyrir samtals yfir 60 milljónir tonna: það vegur meira en Kínamúrinn.

Af þessu risastóra fjalli rafrænna úrgangs, minna en 20 prósent viene safnað á viðeigandi hátt og endurunnið.

Rafræn úrgangur geymist hins vegar inni í þeim mjög góðmálmar sem eru grundvallaratriði fyrir þróun nýrrar tækni á mismunandi notkunarsviðum, allt frá rafeindatækni til geimferða. Meðal þessara málma erugull það er án efa það verðmætasta, og ekki aðeins vegna viðskiptaverðmætis.

Eins og við lesum í rannsókninni sem nýlega var birt í "Háþróuð efni“, gull hefur verið miðpunktur þróunar mannlegs samfélags í árþúsundir: það er ekki bara óvirkur góðmálmur, heldur frumefni sem „Það hefur framúrskarandi leiðni, sveigjanleika, endurspeglun, lífsamrýmanleika og stöðugleikaeiginleika“, sem gera það að a grundvallarþáttur tækniþróunar atuale.

Þetta gerist í rafeindatækni, í hvata, íflugiðnaði og nanótækni, í læknisfræði og líftækni.

Gull er í auknum mæli eftirsótt fyrir þessar umsóknir og í ljósi þess að það er a óendurnýjanleg auðlind, það er nauðsynlegra en nokkru sinni fyrr að finna stefnu sem gerir okkur kleift að endurheimta eðalmálminn úr úrgangi, til að byrja með rafeindaúrgangur og iðnaðar frárennsli.

Fyrsta endurhlaðanlega og... æta rafhlaðan í heiminum
Swiss Ecowork Space til að endurvinna rafeindaúrgang
Mjólk, D-vítamín og beinþynning: hver er falinn hlekkur?

22 karata gullmoli úr gömlum tölvum

Í ljósi vaxandi eftirspurnar eftir gulli til tæknilegra nota hafa þegar verið þróaðar aðferðir sem leyfa vinna það úr rafeindaúrgangi, en þetta eru óhagkvæm kerfi, sem krefjast mikils fjármagns og felur oft í sér notkun á mjög eitruð efni.

Sá sem þróaður var af vísindamönnum á Fjöltækniskólinn í Zürich, undir forystu prófessorsins Raffaele Mezzenga, frá heilbrigðisvísindum og tæknideild, er allt önnur aðferð, sem notar svamp af þráðlaga próteinsamstæður fengnar úr mysu.

Tvöfalt sjálfbært kerfi, sem gerir úrgang og aukaafurðir matvælaiðnaðarins og gerir okkur kleift að endurheimta mjög dýrmætt og óendurnýjanlegt efni á mun hagkvæmari og öruggari hátt.

Rannsakendum tókst óhugsandi afrek: frá kl 20 gömul tölvumóðurborð, fengu þeir 22 karata gullmola sem vó 450 milligrömm með því að nýta sér svampur af próteintrefjum unnin úr mysu (aukaafurð mjólkuriðnaðarins (sem fellur saman við fljótandi hluta mjólkur sem skilur sig frá osti við ostagerð).

Teymi prófessorsins, sem er meðal 0,1 prósent þeirra vísindamanna sem mest er vitnað í í heiminum ("Clarivate 2023 Highly Cited Researchers"), uppgötvaði að þráðlaga próteinsamstæður sem fást úr mysu eru mjög árangursríkt við að endurheimta gull úr rafeindaúrgangi.

Ennfremur er þessi nýja aðferð mjög sjálfbær og örugglega efnilegur frá a efnahagslegt sjónarmið: Eins og útreikningar Zürich prófessorsins sýna fram á, er kostnaður við að útvega upphafsefnin, bætt við orkukostnað alls ferlisins, 50 sinnum minna að andvirði endurheimtanlegra gulls.

Rannsókn á Olivine, „besta vini“... demanta
Í Sviss er ostaþroska einnig nýstárleg
Tuttugu svissneskir frankar í silfri sem heiður sólarorku

Frá rafrænum úrgangi til hreins gulls: lofandi framtíðarhorfur

Til að búa til fibril svampinn, Mohammad Peydayesh og aðrir vísindamenn í teymi Raffaele Mezzenga sýktu mysuprótein þökk sé meðferð sem byggir á sýru, þannig að þeir söfnuðust saman í prótein nanófíglar í hlaupformi. Þeir þurrkuðu síðan hlaupið og bjuggu til svampinn sem notaður var til að draga gullið úr rafrænum úrgangi.

Málmar endurheimtir af 20 móðurborðum gamlar tölvur voru leyst upp í a sýrubað sem jónaði málma.

Vísindamennirnir settu síðan próteintrefjasvampinn í málmjónalausnina og gulljónirnar festust við próteinþræðina.

Að lokum hituðu þeir svampinn til þess að minnka gulljónirnar í flögur, endurheimta þær og bræða þær í gullmola.

Lokaniðurstaða tilraunarinnar er gullmoli sem vegur um það bil 450 milligrömm samið fyrir 91 prósent af gulli (í 22 karata gulli eru hlutarnir 91,6 prósent).

Nú vilja vísindamenn þróa þessa tækni enn frekar: hana gæti verið notað til að vinna góðmálminn úr öðrum aðilum, svo sem iðnaðarúrgangi örflöguframleiðslu eða gullhúðunarferli.

Annar áhugaverður þáttur til að rannsaka snertir möguleikann á að framleiða prótein fibril svampa frá og með aðrar próteinríkar aukaafurðir eða frá öðrum matvælaúrgangi.

"Sú staðreynd sem mér líkar best við er að við erum að nota aukaafurð matvælaiðnaðarins til að búa til gull úr rafrænum úrgangi“, útskýrði Raffaele Mezzenga.

Þessi aðferð, segir prófessorinn, umbreytir tveimur úrgangsefnum í gull: "Þú getur ekki orðið sjálfbærari en þetta!".

Blek úr úrgangsolíu: sjálfbær nýsköpun IsusChem
Nýsköpunarsirkus til að tákna framtíð hagkerfisins
Í leyndarmálum Zwischgold, ... nanóefni miðalda