0
Перетворення базових матеріалів на золото було однією з недосяжних цілей алхіміків минулого. Тепер професор Раффаеле Меззенга з Департаменту наук про здоров’я та технологій ETH Zurich здійснив сучасну паралель цього квесту. Хоча він не перетворив жодного хімічного елемента на золото, як мріяли алхіміки, він успішно витягнув золото з електронних відходів, використовуючи побічний продукт процесу виробництва сиру.
Електронні відходи містять різноманітні цінні метали, зокрема мідь, кобальт і навіть значні кількості золота. Відновлення цього золота зі смартфонів і комп’ютерів, що вийшли з ужитку, є привабливою пропозицією з огляду на зростаючий попит на дорогоцінний метал. Однак розроблені на сьогодні методи відновлення є енергоємними і часто вимагають використання високотоксичних хімікатів. Тепер група під керівництвом професора ETH Меззенги винайшла дуже ефективний, економічно ефективний і, перш за все, набагато більш стійкий метод: за допомогою губки, виготовленої з білкової матриці, дослідники успішно витягли золото з електронних відходів.
Селективна адсорбція золота
Щоб виготовити губку, Мохаммад Пейдайеш, старший науковий співробітник групи Меззенги, та його колеги денатурували сироваткові білки в кислотних умовах і при високих температурах, щоб вони агрегували в білкові нанофібрили в гелі. Потім вчені висушили гель, створивши губку з цих білкових фібрил.
Щоб відновити золото під час лабораторного експерименту, команда врятувала електронні материнські плати з 20 старих материнських плат комп’ютерів і вилучила металеві частини. Вони розчинили ці частини в кислотній ванні, щоб іонізувати метали.
Як витягується золото: іони золота прилипають до губки білкових фібрил. Авторство зображення: Peydayesh M та ін. Advanced Materials, 2024, адапт
Коли вони помістили губку білкового волокна в розчин іонів металу, іони золота прилипли до білкових волокон. Іони інших металів також можуть прилипати до волокон, але іони золота роблять це набагато ефективніше. Дослідники продемонстрували це у своїй статті, яку вони опублікували в журналі Advanced Materials.
Наступним кроком дослідники нагріли губку. Це перетворило іони золота на пластівці, які згодом вчені розплавили в золотий самородок. Таким чином з 20 материнських плат комп’ютерів вони отримали зерно близько 450 міліграмів. Самородок складався з 91% золота (залишок – мідь), що відповідає 22 каратам.
Економічно вигідний
Нова технологія є комерційно життєздатною, як показують розрахунки Mezzenga: витрати на закупівлю вихідних матеріалів, додані до витрат енергії для всього процесу, у 50 разів нижчі за вартість золота, яке можна видобути.
Далі дослідники хочуть розробити технологію, щоб підготувати її до ринку. Хоча електронні відходи є найперспективнішим вихідним продуктом, з якого вони хочуть витягти золото, існують інші можливі джерела. До них належать промислові відходи від виробництва мікрочіпів або процесів нанесення золота. Крім того, вчені планують дослідити, чи зможуть вони виготовляти білкові фібрильні губки з інших багатих білком побічних продуктів або відходів харчової промисловості.
«Найбільше мені подобається те, що ми використовуємо побічний продукт харчової промисловості для отримання золота з електронних відходів», — каже Меззенга. У цілком реальному сенсі, зауважує він, метод перетворює два відходи на золото. «Ви не можете стати більш стійким, ніж це!»
