پوست گوجه‌فرنگی به کمک بازیافت زباله‌های الکترونیکی آمد

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، امیر شیخی و همکارانش نشان دادند که با استفاده از میکرو و نانوذرات ایجاد شده از پوست گوجه‌فرنگی و ذرت می‌توان عناصر گران‌بهای موجود در زباله‌های الکترونیکی را جذب کرد. ذرت و پوست گوجه فرنگی چه ربطی به الکترونیک دارند؟ از هر دوی آن‌ها می‌توان 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. امیر شیخی، استادیار مهندسی شیمی دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا، 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 آهنربا‌های قوی مورد استفاده در موتور‌های خودرو‌های الکتریکی و هیبریدی، بلندگوها، هدفون‌ها، کامپیوترها، توربین‌های بادی، صفحه‌نمایش تلویزیون و... استفاده می‌شوند. با این حال، به گفته شیخی، 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 که چالش در جداسازی موثر فلزات از زباله است. نتایج کار امیر شیخی، نسبت به کار‌های قبلی بهبود یافته و اندازه‌های نمونه بزرگ‌تری از نئودیمیم از محلول‌هایی با غلظت کمتر استخراج شد. شیخی گفت: «با استفاده از مواد آلی به عنوان یک پلتفرم، ما 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.» برای آماده سازی، 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: 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. 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 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.»