محقق ایرانی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و همکارانش نشان دادند که با استفاده از میکرو و نانو ذرات ایجاد شده از پوست گوجه‌فرنگی و ذرت می‌توان عناصر گران‌بهای موجود در زباله‌های الکترونیکی را جذب کرد.
ذرت و پوست گوجه فرنگی می‌تواند برای نجات عناصر خاکی کمیاب ارزشمند مانند نئودیمیم از زباله‌های الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد؛ از این رو محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا از میکرو و نانو ذرات ایجادشده از مواد آلی برای جذب عناصر کمیاب خاکی از محلول‌های آبی استفاده کردند.
امیر شیخی، استادیار مهندسی شیمی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، در این باره گفت: محصولات زائد مانند ذرت، تفاله چوب، پنبه و پوست گوجه‌فرنگی اغلب در محل‌های دفن زباله یا کمپوست قرار می‌گیرند. ما می‌خواستیم این محصولات زائد را به ذرات میکرو یا نانومقیاس تبدیل کنیم که قادر به استخراج عناصر کمیاب خاکی از زباله‌های الکترونیکی هستند.
وی خاطر نشان کرد: فلزات خاکی کمیاب برای ساخت آهن‌رباهای قوی مورد استفاده در موتورهای خودروهای الکتریکی و هیبریدی، بلندگوها، هدفون‌ها، کامپیوترها، توربین‌های بادی، صفحه‌نمایش تلویزیون و غیره استفاده می‌شوند.
به گفته شیخی، استخراج این فلزات چالش برانگیز و از نظر زیست‌محیطی پرهزینه است، زیرا زمین‌های وسیعی برای استخراج حتی مقادیر کمی از این فلزات مورد نیاز است. در عوض، تلاش‌ها به بازیافت فلزات از ضایعات الکترونیکی مانند رایانه‌های قدیمی یا بردهای مدار تبدیل شده است. شیخی گفت که چالش در جداسازی مؤثر فلزات از زباله است.
نتایج کار شیخی، نسبت به کارهای قبلی بهبود یافته و اندازه‌های نمونه بزرگ‌تری از نئودیمیم از محلول‌هایی با غلظت کمتر استخراج شد.
شیخی ادامه داد: با استفاده از مواد آلی به عنوان یک پلتفرم، ما میکرو و نانو ذرات بسیار کاربردی ایجاد کردیم که می‌توانند به فلزاتی مانند نئودیمیم بچسبند و آنها را از سیال اطراف جدا کنند. از طریق برهمکنش الکترواستاتیک، مواد در مقیاس میکرو و نانو با بار منفی به یون‌های نئودیمیم با بار مثبت متصل می‌شوند و آنها را از هم جدا می‌کنند.
برای آماده‌سازی، تیم تحقیقات شیخی پوست گوجه فرنگی و ذرت را آسیاب کردند و تفاله چوب و کاغذ پنبه را به قطعات کوچک و نازک برش دادند و در آب خیس کردند. سپس، این مواد را به روشی کنترل شده واکنش شیمیایی دادند تا آنها را به سه بخش مجزا از مواد کاربردی تجزیه کنند که شامل “ریز محصولات (میکرو مقیاس)”، “نانوذرات” و “بیوپلیمرهای محلول” می‌شود.
افزودن ریز محصولات یا نانوذرات به محلول‌های نئودیمیم فرآیند جداسازی را آغاز کرد و در نتیجه نمونه‌های نئودیمیم را جذب کردند.
به نقل از ستاد نانو، شیخی قصد دارد مکانیسم جداسازی خود را به سناریوهای دنیای واقعی گسترش دهد و با صنایع علاقه‌مند برای آزمایش بیشتر روی این فناوری شریک شود.
شیخی گفت: در آینده نزدیک، می‌خواهیم فرآیند خود را بر روی نمونه‌های صنعتی واقعی آزمایش کنیم. ما همچنین امیدواریم که گزینش‌پذیری مواد را نسبت به سایر عناصر خاکی کمیاب و فلزات گرانبها مانند طلا و نقره تنظیم کنیم تا بتوانیم آنها را از مواد زائد نیز جدا کنیم./منبع : ایسنا
