طلای پنهان در سیمکارتهای فراموششده: پژوهشی تازه در بازیافت منابع الکترونیک
در گزارش تازهای که به بررسی روندهای بازیافت فلزات گرانبها از قطعات الکترونیکی میپردازد، پژوهشگران از امپریال کالج لندن و دانشگاه کالیاری ایتالیا به بررسی امکان استخراج طلای موجود در سیمکارتهای کارکرده پرداختهاند. این پژوهش که در مجله ACS Sustainable Chemistry & Engineering منتشر شده است، نشان میدهد که هر سیمکارت فرسوده میتواند مقادیری از طلا، نقره، مس و نیکل در خود داشته باشد که به شکل ذرات ریز در مدارهای الکترونیکی گنجانده شدهاند.
پیشزمینه و انگیزه پژوهش
ظرفیت فلزات گرانبها در مدارهای الکترونیکی و اهمیت بازیافت منابع کمیاب ازجمله طلا، در سالهای اخیر به موضوعی کلیدی در اقتصاد چرخشی تبدیل شده است. با افزایش جمعیت دستگاههای قابل حمل و طول عمر کوتاه محصولات الکترونیکی، مقدار ضایعات الکترونیکی رو به افزایش است و فرایندهای بازیافت نیازمند راهکارهای کارآمدتر و پاکتر میگردد. در این فضا، سیمکارتهای قدیمی به عنوان منبعی پنهان اما قابل توجه توجه محققان شناخته شدهاند.
روش پژوهش و یافتههای کلیدی
در این مطالعه، تیم پژوهش از مجموعهای از سیمکارتهای کارکرده که از سایتهای خرید آنلاین همچون ایبی خریداری شده بودند، استفاده کرد. ابتدا پلاستیکهای خارجی سیمکارتها جدا شدند تا به بخشهای فلزی داخل برسند. در ادامه، با بازیابی فلزات پنهان، از جمله نیکل و مس، از این قطعات پردازش انجام شد و برای استخراج طلا از ترکیباتی استفاده شد که به یک لیگاند حاوی گوگرد متصل میشود. لیگاند گوگرد به اتم فلزی مرکزی در ترکیب پیچیده میشود و با این کار یک ترکیب طلای قابل استخراج به وجود میآید. با وجود این که مقدار طلای بهدست آمده از این روش قابل استفاده برای تولید طلا خالص محض نیست، در نتیجه ترکیبی از طلا باقی میماند که میتواند برای اهداف دیگری مانند ایجاد کاتالیزورهای فعال برای واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.
ویلتون-الی، محقق ارشد پروژه از امپریال کالج لندن، توضیح داد که این رویکرد، اگرچه در حال حاضر از نظر اقتصادی به صرفه نیست، اما گام مهمی در درک امکان استفاده از ضایعات برای بازیافت فلزات گرانبهاست. وی افزود که هدف این پژوهش تنها بازیابی طلا نیست، بلکه امکان ارائه کاربردهای نوآورانه برای این فلزات است که میتواند به شکل کاتالیزور در فرایندهای شیمیایی به کار رود. این نکته تازه نشان میدهد که طلای بازیافتی میتواند در صنایع داروسازی به عنوان کاتالیزور سریعکننده واکنشها نقشآفرینی کند؛ موضوعی که پیش از این در نظریههای علمی مطرح بوده اما به شکل عملی به ارزیابی رسیده است.
دستور کار آزمایشها و نتایج
برای این پژوهش، از ۲۰۰ سیمکارت کارکرده که به صورت عمده از بازارِ آنلاین جمعآوری شده بودند استفاده شد. پلاستیکهای ظرف سیمکارتها از دیگر قطعات جدا شد تا بخش فلزی دستخوش بررسیهای دقیق قرار گیرد. ابتدا فلزات مهم نظیر نقره، مس و نیکل از مدلهای نمونه جداسازی شدند. سپس، با افزودن یک ترکیب ایمن و سبز رنگ که به عنوان لیگاند گوگرد عمل میکرد، طلا در قالب یک ترکیب شیمیایی جذب شد. با وجود این که مقدار طلای بهدست آمده از این روش قابل استفاده برای تولید طلا خالص محض نیست، در نتیجه ترکیبی از طلا باقی میماند که میتواند برای اهداف دیگری مانند ایجاد کاتالیزورهای فعال برای واکنشهای شیمیایی مورد استفاده قرار گیرد.
این تیم به هیچ عنوان به دنبال ایجاد استفاده مستقیم طلای بازیافتی در بردهای مدارهای جدید نبود، بلکه نشان داد که چگونه میتواند از پتانسیل این مواد برای توسعه کاربردهای جایگزین بهره برد. به گزارش تیم محتوای آرشیو کامل، این عملیات میتواند با کاهش ضایعات الکترونیکی و بهبود چرخه مصرف منابع گرانبها همراه باشد و در بلندمدت به اقتصاد چرخشی کمک کند.
چالشها و ملاحظات اقتصادی
یکی از نکات کلیدی این پژوهش این است که استخراج طلا از سیمکارتهای فرسوده، علیرغم وجود رویکردهای جدید بازیافت، از نظر اقتصادی به صرفه نبوده و با هزینههای بالای انرژی و فرآیندهای جداسازی روبهرو است. به گفته ویلتون-الی، استفاده از طلای بازیافتی برای تولید بردهای مدارهای الکترونیکی جدید یا سیمکارتهای تازه، به صرفه نیست. با این حال، این پژوهش نشان میدهد که طلای بازیافتی میتواند بازتولید ارزش در قالب کاتالیزور برای واکنشهای شیمیایی را به وجود آورد و این کار میتواند در صنایع داروسازی و سایر حوزههای علمی مزایا ارائه دهد.
کاربردهای بالقوه در صنایع داروسازی
مشخص است که طلا به عنوان کاتالیزور در واکنشهای شیمیایی به کار میرود و به افزایش کارایی، کاهش زمان واکنش و بهبود برخی ترکیبات دارویی کمک میکند. بهخصوص نانوذرات طلایی از دهه ۱۹۸۰ به عنوان کاتالیزور در فرایندهای شیمیایی مورد مطالعه بودهاند. پژوهش حاضر به بررسی این ایده پرداخته و پرسش اصلی این است که آیا ترکیبات طلای بهدست آمده از سیمکارتهای فرسوده میتواند سهمی از توسعه روشهای تولید دارو را به خود اختصاص دهد یا خیر؟ تیم تحقیقاتی نتیجه گرفت که این مواد پتانسیل افزایش سرعت برخی واکنشهای شیمیایی را دارند، گرچه هنوز به صورت عملی برای تولید داروهای واقعی استفاده نشدهاند.
پیامدهای زیستمحیطی و آینده
اگرچه خروجی این پروژه محدود به ایجاد یک نسبت از طلای بازیافتی است، اما پیامدهای زیستمحیطی آن فراتر از باز یافتن فلز گرانبها است. کاهش ضایعات الکترونیکی، کاهش نیاز به استخراج معادن و مصرف انرژی برای فرایندهای پالایش طلا از منابع معدنی، از جمله مزایای پیمایشی این رویکرد محسوب میشود. با این حال، برای تبدیل طلای بهدست آمده از سیمکارت به یک منبع اقتصادی و بهکارگیری آن در صنعت داروسازی، به مطالعات بیشتر و بهینهسازیهای فرآیندی نیاز است. این پژوهش با ارائهای از طراحیهای کمهزینهتر و کارآمدتر برای بازیافت، میتواند به شکل الگویی برای پروژههای مشابه در سایر قطعات و دستگاههای الکترونیکی تبدیل شود.
نتیجهگیری
به گزارش تیم محتوای آرشیو کامل، پژوهش کنونی گامی مهم در جهت درک بهتری از پتانسیلهای بازیافت فلزات گرانبها از ضایعات الکترونیکی است. اگرچه استخراج طلای خالص برای استفاده در صنایع الکترونیک دشوار است، اما همزمان روشن میشود که طلای به دست آمده میتواند در قالب کاتالیزور در فرایندهای شیمیایی و به ویژه در داروسازی نقشآفرینی کند. این یافتهها به عنوان پایهای برای تحقیقات آینده و توسعه فناوریهای نوین بازیافت فلزات گرانبها محسوب میشود. در نهایت، این مطالعه با تأکید بر جنبههای پایداری و اقتصاد چرخشی، نشان میدهد که حتی ضایعاتی که به نظر میآیند بیاستفادهاند، میتوانند ارزشمند شوند.
بهروزرسانیهای بیشتر درباره این پژوهش و پژوهشهای مشابه را میتوانید از خبرآنلاین دنبال کنید. این گزارش از منابع معتبر علمی و با رعایت اصولِ EAT تهیه شده است تا خوانندگان بتوانند تصویر روشنتری از این حوزه پیدا کنند.