بازیافت زباله‌های الکترونیکی با کمک نانو ذرات ایجاد شده از پوست گوجه‌فرنگی و ذرت

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، ذرت و پوست گوجه فرنگی چه ربطی به الکترونیک دارند؟ از هر دوی آن‌ها می توان برای نجات عناصر خاکی کمیاب ارزشمند مانند نئودیمیم از زباله‌های الکترونیکی استفاده کرد. محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا از میکرو و نانوذرات ایجاد شده از مواد آلی برای جذب عناصر کمیاب خاکی از محلول‌های آبی استفاده کردند.

شیخی در خصوص این دستاورد 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.

فلزات خاکی کمیاب برای ساخت آهن رباهای قوی مورد استفاده در موتورهای خودروهای الکتریکی و هیبریدی، بلندگوها، هدفون‌ها، کامپیوترها، توربین‌های بادی، صفحه‌نمایش تلویزیون و غیره استفاده می‌شوند. با این حال، استخراج این فلزات چالش برانگیز و از نظر زیست محیطی 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: چالش در جداسازی موثر فلزات از زباله است، نتایج کار ما نسبت به کارهای قبلی بهبود یافته و اندازه‌های نمونه بزرگ‌تری از نئودیمیم از محلول‌هایی با غلظت کمتر استخراج شده است.

این استادیار دانشگاه ادامه داد: با استفاده از مواد آلی به عنوان یک پلتفرم، میکرو و نانوذرات 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.

وی یادآور شد: برای آماده سازی، تیم تحقیقات 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: ریزمحصولات (میکرومقیاس)، نانوذرات و بیوپلیمرهای محلول، افزودن ریزمحصولات یا نانوذرات به محلول‌های نئودیمیم فرآیند جداسازی را آغاز کرد و در نتیجه نمونه‌های نئودیمیم را جذب کردند.

به گزارش ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، شیخی قصد دارد مکانیسم جداسازی خود را به سناریوهای دنیای واقعی گسترش دهد و با صنایع علاقه مند برای آزمایش بیشتر روی این فناوری شریک شود.

این محقق ایرانی گفت: در آینده نزدیک، می‌خواهیم فرآیند خود را روی نمونه‌های صنعتی واقعی آزمایش کنیم. همچنین امیدواریم گزینش پذیری 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.