Las placas de circuitos que hay dentro de tu viejo tel\u00e9fono pueden parecer in\u00fatiles y estar destinadas a la basura. Pero para un equipo de investigadores de la Universidad de Cornell, son un tesoro, literalmente. Dirigido por el investigador postdoctoral Amin Zadehnazari, el equipo ha revelado un gran avance en materia de reciclaje: un m\u00e9todo libre de qu\u00edmicos para extraer la mayor parte del oro de los desechos electr\u00f3nicos y utilizar el metal precioso recuperado para convertir el di\u00f3xido de carbono (CO2) en materiales org\u00e1nicos valiosos. Su enfoque ofrece una soluci\u00f3n convincente a dos desaf\u00edos ambientales: la creciente monta\u00f1a de productos electr\u00f3nicos desechados y la necesidad urgente de mitigar las emisiones de CO2, un importante impulsor del cambio clim\u00e1tico.<\/p>\n\n\n\n
Oro, sin las desventajas t\u00f3xicas Utilizando bloques de construcci\u00f3n ricos en azufre, el equipo sintetiz\u00f3 una COF capaz de capturar selectivamente el 99,9 % del oro de las placas de circuitos desechadas, dejando atr\u00e1s otros metales como el n\u00edquel y el cobre. Esta COF rica en azufre tambi\u00e9n ofrece durabilidad, ya que conserva su eficiencia incluso despu\u00e9s de 16 ciclos de reutilizaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n Cuando las COF se aplican a los desechos electr\u00f3nicos (normalmente en forma de materiales de placas de circuitos disueltos), los iones de oro en la soluci\u00f3n se adsorben en la superficie de la COF. Este proceso, conocido como adsorci\u00f3n qu\u00edmica, implica la uni\u00f3n de los iones de oro a los \u00e1tomos de azufre en la COF.<\/p>\n\n\n\n \u201cSaber cu\u00e1nto oro y otros metales preciosos se utilizan en este tipo de dispositivos electr\u00f3nicos, y poder recuperarlos de una manera que permita capturar selectivamente el metal que se desea (en este caso, el oro), es muy importante\u201d, explic\u00f3 Alireza Abbaspourrad, coautor del estudio y asesor de Zadehnazari.<\/p>\n\n\n\n Convertir los residuos en una doble ganancia \u201cAl transformar el CO2 en materiales de valor a\u00f1adido, no solo reducimos las demandas de eliminaci\u00f3n de residuos, sino que tambi\u00e9n ofrecemos beneficios ambientales y pr\u00e1cticos\u201d, dijo Zadehnazari. \u201cEs una especie de beneficio mutuo para el medio ambiente\u201d.<\/p>\n\n\n\n Una mina de oro de posibilidades Los defensores argumentan que la extracci\u00f3n de metales preciosos de dispositivos electr\u00f3nicos viejos no solo es m\u00e1s ecol\u00f3gica sino tambi\u00e9n m\u00e1s eficiente que la miner\u00eda tradicional. Sin embargo, los programas existentes a menudo se quedan cortos debido a los procesos que requieren un uso intensivo de energ\u00eda, algo que esta investigaci\u00f3n puede abordar.<\/p>\n\n\n\n Si bien el m\u00e9todo de utilizar estructuras org\u00e1nicas covalentes (COF) como TTF-COF es muy eficiente para capturar iones de oro de los desechos electr\u00f3nicos, tiene limitaciones. El oro recuperado de la soluci\u00f3n est\u00e1 unido qu\u00edmicamente a los sitios ricos en azufre en la COF. Esto significa que el oro no est\u00e1 en una forma met\u00e1lica libre, sino que est\u00e1 incrustado como nanopart\u00edculas o estabilizado qu\u00edmicamente dentro de la matriz de COF. Para recuperar el oro puro se requiere un paso adicional de desorci\u00f3n o reducci\u00f3n, que no se analiz\u00f3 en profundidad en t\u00e9rminos de escalabilidad o impacto ambiental en el estudio.<\/p>\n\n\n\n El estudio menciona que la tiourea o reactivos similares pueden desorber el oro; casi el 98% del oro se puede recuperar en dichos procesos. Sin embargo, la eficiencia de este paso de desorci\u00f3n puede variar en condiciones reales, y los reactivos necesarios pueden presentar sus propios problemas ambientales y de costos. A medida que los desechos electr\u00f3nicos se acumulan y los niveles de CO2 aumentan, soluciones como esta podr\u00edan convertir la basura de ayer en el tesoro de ma\u00f1ana, con beneficios que se extender\u00edan mucho m\u00e1s all\u00e1 del laboratorio.<\/p>\n\n\n\n Los hallazgos se publicaron en la revista Nature Communications<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>Los desechos electr\u00f3nicos son un problema que crece r\u00e1pidamente. Para 2030, los desechos electr\u00f3nicos globales podr\u00edan alcanzar los 80 millones de toneladas m\u00e9tricas anuales, de los cuales solo el 20% se recicla actualmente. Los m\u00e9todos de reciclaje tradicionales para la extracci\u00f3n de oro implican productos qu\u00edmicos peligrosos como el cianuro. Sin embargo, el m\u00e9todo de Zadehnazari elimina la necesidad de estos agentes t\u00f3xicos. En cambio, se basa en estructuras org\u00e1nicas covalentes (COF, por sus siglas en ingl\u00e9s), materiales porosos y cristalinos dise\u00f1ados para capturar iones de oro con una precisi\u00f3n notable.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>La innovaci\u00f3n no se detiene en la recuperaci\u00f3n del oro. Una vez cargados con oro, los COF act\u00faan tambi\u00e9n como catalizadores para convertir el CO2 en sustancias qu\u00edmicas org\u00e1nicas, un proceso llamado carboxilaci\u00f3n. A temperaturas relativamente bajas y a presi\u00f3n ambiental de CO2, este m\u00e9todo produce materiales que se pueden utilizar en aplicaciones industriales y comerciales.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>El valor de esta innovaci\u00f3n se hace evidente cuando se consideran los n\u00fameros. Una tonelada de desechos electr\u00f3nicos contiene al menos 10 veces m\u00e1s oro que una tonelada de mineral extra\u00eddo. Pensemos en esto por un momento. Y, dado que los programas de reciclaje de desechos electr\u00f3nicos en muchos estados de EE. UU. enfrentan desaf\u00edos, desde altos costos hasta contaminaci\u00f3n qu\u00edmica, el m\u00e9todo basado en COF de Zadehnazari podr\u00eda proporcionar una renovaci\u00f3n muy necesaria.<\/p>\n\n\n\n