كان تحويل المواد الأساسية إلى ذهب أحد الأهداف المراوغة للكيميائيين في العصور القديمة. الآن قام البروفيسور رافاييل ميزنجا من قسم العلوم الصحية والتكنولوجيا في ETH زيورخ بإنجاز موازٍ حديث لهذا المسعى.
وعلى الرغم من أنه لم يحول عنصرًا كيميائيًا واحدًا إلى ذهب كما حلم الكيميائيون، إلا أنه نجح في استخراج الذهب من النفايات الإلكترونية باستخدام منتج ثانوي لعملية صناعة الجبن، حسبما يقول موقع scitechdaily.
معادن ثمينة
تحتوي النفايات الإلكترونية على مجموعة متنوعة من المعادن الثمينة، بما في ذلك النحاس والكوبالت، وحتى كميات كبيرة من الذهب.
ويعد استرداد هذا الذهب من الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المهجورة اقتراحًا جذابًا نظرًا للطلب المتزايد على المعدن الثمين. ومع ذلك، فإن طرق الاسترداد المبتكرة حتى الآن تستهلك الكثير من الطاقة وغالباً ما تتطلب استخدام مواد كيميائية شديدة السمية.
الآن، توصلت مجموعة بقيادة البروفيسور رافاييل ميزنجا من ETH إلى طريقة فعالة للغاية وفعالة من حيث التكلفة، وقبل كل شيء أكثر استدامة بكثير: باستخدام إسفنجة مصنوعة من مصفوفة بروتينية، نجح الباحثون في استخراج الذهب من النفايات الإلكترونية.
امتصاص الذهب الانتقائي
لتصنيع الإسفنجة، قام محمد بيدايش، أحد كبار العلماء في مجموعة Mezzenga، وزملاؤه بتشويه بروتينات مصل اللبن تحت ظروف حمضية ودرجات حرارة عالية، بحيث تتجمع في ألياف بروتينية نانوية في هلام. ثم قام العلماء بتجفيف الهلام، وتكوين إسفنجة من هذه الألياف البروتينية.
لاستعادة الذهب في التجربة المعملية، قام الفريق بإنقاذ اللوحات الأم الإلكترونية من 20 لوحة أم قديمة للكمبيوتر واستخرج الأجزاء المعدنية. وقاموا بإذابة هذه الأجزاء في حمام حمضي لتأين المعادن.
وعندما وضعوا إسفنجة ألياف البروتين في محلول الأيونات المعدنية، التصقت أيونات الذهب بألياف البروتين. يمكن لأيونات المعادن الأخرى أيضًا أن تلتصق بالألياف، لكن أيونات الذهب تفعل ذلك بكفاءة أكبر. وقد أثبت الباحثون ذلك في ورقتهم البحثية التي نشروها في مجلة المواد المتقدمة.
وفي الخطوة التالية، قام الباحثون بتسخين الإسفنجة. أدى هذا إلى تحويل أيونات الذهب إلى رقائق، والتي قام العلماء بعد ذلك بإذابتها لتكوين كتلة صلبة من الذهب. وبهذه الطريقة، حصلوا على كتلة صلبة تبلغ حوالي 450 ملليجرامًا من أصل 20 لوحة أم للكمبيوتر. كانت الكتلة الصلبة مكونة من 91 بالمائة من الذهب (والباقي من النحاس)، وهو ما يعادل 22 قيراطًا.
الجدوى الاقتصادية
والتكنولوجيا الجديدة قابلة للتطبيق تجاريا، كما تظهر حسابات ميزينجا: تكاليف شراء المواد المصدرية المضافة إلى تكاليف الطاقة للعملية برمتها أقل بنحو 50 مرة من قيمة الذهب الذي يمكن استرداده.
وبعد ذلك، يرغب الباحثون في تطوير التكنولوجيا لتجهيزها للسوق. على الرغم من أن النفايات الإلكترونية هي المنتج الأولي الواعد الذي يريدون استخراج الذهب منه، إلا أن هناك مصادر أخرى محتملة.
وتشمل هذه النفايات الصناعية الناتجة عن تصنيع الرقائق الدقيقة أو من عمليات الطلاء بالذهب. بالإضافة إلى ذلك، يخطط العلماء للتحقق مما إذا كان بإمكانهم تصنيع إسفنجات ليفية بروتينية من منتجات ثانوية أخرى غنية بالبروتين أو مخلفات صناعة الأغذية.
يقول ميزنجا: “الحقيقة التي أحبها أكثر هي أننا نستخدم منتجًا ثانويًا لصناعة المواد الغذائية للحصول على الذهب من النفايات الإلكترونية”. ويشير إلى أن هذه الطريقة، بالمعنى الحقيقي للغاية، تحول اثنين من منتجات النفايات إلى ذهب “لا يمكنك الحصول على أكثر استدامة من ذلك!”.
اقرأ أيضاً:
حجم القمامة التي تم جمعها في المناطق الساحلية
