24 بهمن 1402 ساعت 13:52
یک محقق ایرانی به‌همراه تیمی از دانشگاه زوریخ سوئیس، به وسیله هواژل مشتق شده از شیر، موفق به استخراج طلا از زباله های الکترونیکی شدند.
در دنیایی که بشر به‌طور فزاینده‌ای به فناوری‌های مختلف وابسته است، زباله های الکترونیکی نیز به چالشی بزرگ تبدیل شده‌اند. دانشمندان در جدیدترین دستاورد خود موفق به استخراج طلای خالص از برد یا مادربرد لوازم الکترونیکی شدند که می‌تواند یکی از جذاب‌ترین دستاوردهای بشر تا به امروز باشد.
استخراج طلا از زباله های الکترونیکی با استفاده از هواژل شیر مانده!
وسایل الکترونیکی دور ریخته شده نه‌تنها فضای ارزشمند دفن زباله را مصرف می‌کنند، بلکه نشان‌دهنده فرصتی از دست رفته برای بازیابی فلزاتی گرانبها مانند طلا هستند. به‌طور معمول استخراج طلا از قطعات الکترونیکی به مواد شیمیایی مصنوعی متکی بوده است که اغلب باعث ایجاد آسیب و ضرر قابل توجهی به محیط زیست می‌شود.
طبق جدیدترین اخبار، تیمی از محققان در موسسه فناوری فدرال زوریخ (ETH Zurich) اخیرأ یک جایگزین نوآورانه و سازگار با محیط زیست ایجاد کرده‌اند. این ماده که به‌عنوان آئروژل یا هواژل مشتق شده از شیر مانده شناخته می‌شود، می‌تواند قطعات طلای بسیار خالص را از قطعات الکترونیکی دور ریخته شده مانند برد و مادربردها استخراج کند.
مفهوم هواژل مشتق شده از شیر
به‌کار بردن این مفهوم در کنار استخراج طلا از زباله های الکترونیکی در وهله اول غیر عادی به‌نظر می‌رسد؛ اما کاملا علمی و واقعی است. این فرآیند شامل تبدیل کازئین به‌عنوان یکی از پروتئین‌های موجود در شیر به یک هواژل است. پژوهشگران در ابتدا شیر را تبدیل به پنیر کردند و با استفاده از پروتئین موجود در آب پنیر یک هواژل با چگالی کم ساختند. طبق صحبت‌های پژوهشگران ارشد این دستاورد، ارزش طلای استخراج شده ۵۰ برابر ارزشی است که برای تبدیل کردن پروتئین به هواژل سرمایه‌گذاری می‌شود.
پژوهشگران با استفاده از پروتئین آب پنیر غوطه‌ور در محلول اسیدی و حرارت دادن به آن، پروتئین‌ها را با تغییر شکل به حالت چند رشته تبدیل کردند و سپس محلول به‌دست آمده را در حالت خشک انجمادی قرار دادند و یک محصول سبک با تخلخل بالا به‌دست آوردند. این روش نه‌تنها پایدارتر، بلکه مقرون‌به‌صرفه‌تر از روش‌های استخراج سنتی است که نویدبخش تاثیر قابل توجهی بر صنعت بازیافت طلا است. همچنین این روش برای جذب طلا از سایر فلزاتی مانند مس، سرب، نیکل نیز مورد آزمایش قرار گرفت و پژوهشگران دریافتند که هواژل توانایی جذب ۹۳ درصد طلای خالص را دارد و میزان جذب سایر فلزات نیز به کمتر از ۱۰ درصد می‌رسد.
استفاده از هواژل مشتق شده از شیر برای استخراج طلا، تنها یک کاربرد بالقوه از این ماده همه کاره است. همچنین این امکان وجود دارد که تکنیک‌های مشابهی برای بازیابی سایر فلزات ارزشمند از زباله های الکترونیکی توسعه داده شود و مزایای زیست محیطی و اقتصادی این روش را بیشتر گسترش دهد.
محمد پیدایش، مهندس شیمی موسسه فناوری فدرال زوریخ و از پژوهشگران این پروژه گفت:
پژوهشگران ما برای آزمایش اسفنج پروتئینی روی زباله‌های الکترونیکی واقعی، مادربردهای رایانه را در ترکیبی از اسید نیتریک و اسید هیدروکلریک حل کردند. یون‌های طلا روی سطح هواژل نشستند و طلای فلزی را تشکیل داد. هر گرم هواژل، ۱۹۰ میلی‌گرم طلا را جذب کرد. سوزاندن هواژل، طلا را آزاد کرد و آن را به‌صورت یک قطعه کوچک فلز درآورد. حدود ۹۱ درصد این قطعه طلا بود که معادل ۲۱ تا ۲۲ قیراط است.
همچنین وی افزود:
پژوهش ما در حال حاضر بر سایر پروتئین‌های حاصل از ضایعات غذایی مانند کراتین و توفو نیز تمرکز کرده است تا شاید بتوانیم سایر نیازها مانند بازیافت فلزات کمیاب را نیز برطرف کنیم. ما می‌توانیم به‌صورت همزمان به دو موضوع ضایعات مواد غذایی و زباله های الکترونیکی بپردازیم تا یک محصول باارزش را تولید کنیم.
توسعه هواژل مشتق شده از شیر با گرایش گسترده‌تر به‌سمت استفاده از پلیمرهای زیستی در صنایع مختلف هماهنگ است. پلیمرهای زیستی مانند آلژینات، سلولز، ژلاتین، کلاژن و کیتوزان از منابع طبیعی مشتق شده و اغلب زیست تخریب‌پذیر هستند. این مواد جایگزین پایداری برای پلاستیک‌های حاصل از منابع تجدید ناپذیر، به‌ویژه در زمینه بسته‌بندی مواد غذایی هستند.
یکی از کاربردهای امیدوارکننده بیوپلیمرها، توسعه مجتمع‌های پلی الکترولیت مبتنی بر کیتوزان (PECs) برای بسته‌بندی مواد غذایی فعال است. مانند آئروژل مشتق شده از شیر، PECها نیز جایگزین پایدار و بالقوه مقرون‌به‌صرفه برای مواد سنتی هستند. همان‌طور که محققان به کاوش و توسعه این فناوری‌های پلیمری زیستی ادامه می‌دهند، می‌توان انتظار داشت که شاهد افزایش تعداد کاربردها در بخش‌های مختلف، از بسته‌بندی مواد غذایی تا بازیافت زباله‌های الکترونیکی باشیم.
آینده روشن بازیافت زباله های الکترونیکی
توسعه هواژل شیر مانده برای استخراج طلا از زباله های الکترونیکی، گام مهمی به جلو در مقابله با چالش رو به رشد زباله های الکترونیکی است. با ارائه راه‌حلی پایدار و مقرون‌به‌صرفه، این فناوری پتانسیل ایجاد انقلابی در صنعت بازیافت زباله های الکترونیکی را دارد.
علاوه بر این، استفاده از پلیمرهای زیستی مانند هواژل مشتق شده از شیر با روندهای پایداری گسترده‌تر در بخش‌های مختلف هماهنگ است. همان‌طور که این فناوری ها به تکامل خود ادامه می‌دهند، می‌توان انتظار داشت که تاکید فزاینده‌ای بر پایداری و بازیابی منابع در مدیریت زباله های الکترونیکی داشته باشیم. از شیر گرفته تا طلا، این رویکرد نوآورانه برای بازیافت زباله های الکترونیکی، نمونه‌ای هیجان‌انگیز از این است که چگونه نوآوری علمی می‌تواند زباله‌ها را به ثروت تبدیل کند و یادآوری‌کننده این موضوع است که راه‌حل‌‌های برخی از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی ما ممکن است در غیرمنتظره‌ترین مکان‌ها پیدا شوند.