Els residus electrònics "es converteixen" en or gràcies a les proteïnes del formatge

A l'edat mitjana, transformar els materials en or era un dels somnis impossibles dels alquimistes.

Avui, gràcies a la recerca revolucionària del Professor Raffaele Mezzenga, del Departament de Ciències i Tecnologies de la Salut de la Universitat Politècnica de Zuric, aquest somni sembla molt més proper.

Òbviament, els investigadors no van transformar un altre element químic en or, com pretenien fer els antics alquimistes: al centre de l'estudi, acabat de publicar a la revista internacional "Advanced Materials", el recuperació d'or dels residus electrònics, o residus electrònics.

Els investigadors de l'ETH han desenvolupat un mètode extremadament econòmic i sostenible per extreure el metall preciós de les plaques base d'ordinadors antigues, utilitzant filaments de proteïnes obtinguts sèrum, un subproducte de la indústria de la cesària.

Circuits de matèries primeres renovables per a electrònica "verda".
Els sensors revolucionaris que poden estalviar milions de bateries
El Sant Grial de la química verda: fluoroquímics lliures de toxicitat

Els residus electrònics: un tresor que no s'ha de menystenir

La residus electrònics són els residus sòlids de més ràpid creixement a nivell mundial: el 2023, segons estimacions de l'ONU, vam produir aproximadament 8 quilos cadascun, per un total de més de 60 milions de tones: pesa més que la Gran Muralla Xina.

D'aquesta enorme muntanya de residus electrònics, menys del 20 per cent és recollit i reciclat adequadament.

Els residus electrònics, però, es mantenen dins metalls molt preciosos que són fonamentals per al desenvolupament de noves tecnologies en diferents camps d'aplicació, des de l'electrònica fins a l'aeroespacial. Entre aquests metalls, elor és sens dubte el més valuós, i no només pel seu valor comercial.

Tal com llegim a l'estudi publicat recentment a “Materials avançats”, l'or ha estat al centre del desenvolupament de la societat humana durant mil·lennis: no és només un metall preciós inert, sinó un element que "Té excel·lents característiques de conductivitat, ductilitat, reflectivitat, biocompatibilitat i estabilitat”, que el converteixen en un component fonamental del desenvolupament tecnològic actual.

Això passa en electrònica, en catàlisi, enindústria aeroespacial i nanotecnologia, en medicina i biotecnologia.

L'or és cada cop més demandat per a aquestes aplicacions i, atès que és a recurs no renovable, és més necessari que mai identificar una estratègia que ens permeti recuperar el metall preciós dels residus, començant per residus electrònics i aigües residuals industrials.

La primera bateria recarregable i... comestible del món
Swiss Ecowork Space per reciclar residus electrònics
Llet, vitamina D i osteoporosi: quin és el vincle amagat?

Una pepita d'or de 22 quirats d'ordinadors antics

Donada la creixent demanda d'or per a aplicacions tecnològiques, ja s'han desenvolupat mètodes que permeten extreu-lo dels residus electrònics, però es tracta de sistemes ineficients, que requereixen grans recursos i que sovint impliquen l'ús de productes químics altament tòxics.

El desenvolupat pels investigadors de Politècnica de Zuric, dirigit pel professor Raffaele Mezzenga, del Departament de Ciències i Tecnologies de la Salut, és un mètode completament diferent, que utilitza una esponja de agregats de proteïnes filamentoses obtingudes del sèrum.

Un sistema doblement sostenible, que valora els residus i productes secundaris de la indústria alimentària i ens permet recuperar un material molt preuat i no renovable d'una manera molt més econòmica i segura.

Els investigadors van aconseguir una gesta impensable: partir de 20 plaques base d'ordinadors antigues, van obtenir una pepita d'or de 22 quirats amb un pes de 450 mil·ligrams aprofitant un esponja de fibrilles proteiques derivat del sèrum (subproducte de la indústria làctia (que coincideix amb la part líquida de la llet que es separa de la quallada durant l'elaboració del formatge).

L'equip del professor, que es troba entre el 0,1 per cent dels científics més citats del món ("Clarivate 2023 Highly Cited Researchers"), va descobrir que els agregats de proteïnes filamentosos obtinguts del sèrum de llet són extremadament eficaç per recuperar l'or dels residus electrònics.

A més, aquest nou mètode és altament sostenible i definitivament prometedor des d'a punt de vista econòmic: tal com demostren els càlculs del professor de Zuric, els costos de subministrament dels materials de partida, sumats als costos energètics de tot el procés, són 50 vegades menys al valor de l'or recuperable.

Un estudi sobre Olivine, el "millor amic" dels... diamants
A Suïssa, la maduració del formatge també és innovadora
Vint francs suïssos en plata com a homenatge a l'energia solar

Dels residus electrònics a l'or pur: perspectives de futur prometedores

Per fer l'esponja de fibril·la, Mohammad Peydayesh i els altres científics de l'equip de Raffaele Mezzenga van desnaturalitzar el proteïna de sèrum gràcies a un tractament basat en àcids, de manera que s'agregaven en nanofibril·les proteiques en forma de gel. Després van assecar el gel, creant l'esponja que es va utilitzar per extreure l'or dels residus electrònics.

Metalls recuperats de 20 plaques base ordinadors antics es van dissoldre en a bany àcid que ionitzava els metalls.

Aleshores, els científics van inserir l'esponja de fibra proteica a la solució d'ions metàl·lics i els ions d'or es van adherir als filaments de proteïnes.

Finalment van escalfar l'esponja, per tal de reduir els ions d'or en flocs, recuperar-los i fondre'ls en una pepita d'or.

El resultat final de l'experiment és una pepita d'uns 450 mil·ligrams de pes compost per a 91 per cent de l'or (en or de 22 quirats les parts són del 91,6 per cent).

Ara els científics volen desenvolupar encara més aquesta tecnologia: es podria utilitzar per extreure el metall preciós d'altres fonts, com ara els residus industrials. producció de microxips o processos de xapat daurat.

Un altre aspecte interessant a investigar és la possibilitat de produir esponges de fibra proteica a partir de altres subproductes rics en proteïnes o d'altres residus de la indústria alimentària.

"El que més m'agrada és que estem utilitzant un subproducte de la indústria alimentària per fer or a partir de residus electrònics", va explicar Raffaele Mezzenga.

Aquest mètode, observa el professor, transforma dos productes de rebuig en or: “No pots ser més sostenible que això!".

Tinta d'olis usats: la innovació sostenible de IsusChem
Un circ d'innovació per representar el futur de l'economia
En els secrets de Zwischgold, el... nanomaterial de l'edat mitjana