Trasformare i rifiuti in oro

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La pepita d’oro ottenuta dai circuiti del computer è composta da tre parti
La pepita d’oro ottenuta dai circuiti del computer è composta da tre parti. La più grande di queste parti è larga circa cinque millimetri. (Immagine: Politecnico di Zurigo / Alan Kovacevic)

I ricercatori estraggono il metallo prezioso dai rifiuti elettronici. Il loro nuovo metodo è particolarmente sostenibile: si basa su una spugna di fibra proteica che gli scienziati producono dal siero di latte, un sottoprodotto dell’industria alimentare.

Trasformare il metallo di base in oro era uno degli obiettivi mai raggiunti dagli alchimisti del Medioevo e della prima età moderna. Tuttavia, Raffaele Mezzenga, professore presso il Dipartimento di Scienze e Tecnologie della Salute del Politecnico di Zurigo, ha raggiunto lo stesso obiettivo. Naturalmente, non ha trasformato un altro elemento chimico in oro, come cercavano di fare gli alchimisti. Ma è riuscito a estrarre l’oro dai rifiuti elettronici con l’aiuto di un sottoprodotto della produzione di formaggio.

I rifiuti elettronici contengono diversi metalli preziosi, tra cui rame, cobalto e anche quantità rilevanti di oro. Il recupero di questo metallo da smartphone e computer in disuso è di grande interesse a causa della crescente domanda di questo metallo prezioso. Tuttavia, gli attuali processi di recupero sono ad alta intensità energetica e spesso richiedono sostanze chimiche altamente tossiche. Il gruppo del professor Mezzenga dell’ETH ha ora presentato un metodo molto efficiente, economico e, soprattutto, molto più sostenibile: utilizzando una spugna fatta di una rete proteica, è riuscito a estrarre l’oro dai rifiuti elettronici.

Assorbimento selettivo dell’oro

Mohammad Peydayesh, assistente senior del gruppo di Mezzenga, e i suoi colleghi hanno utilizzato le proteine del siero di latte per produrre la spugna. Le hanno denaturate ad alto calore e con l’uso di acidi in modo che si aggregassero in nanofibre proteiche in un gel. Gli scienziati hanno essiccato questo gel, creando una spugna da queste fibre proteiche.

Per recuperare l’oro in un esperimento di laboratorio, i ricercatori hanno preso le schede elettroniche di 20 vecchi computer e hanno rimosso le parti metalliche. Le hanno sciolte in un bagno acido in modo che i metalli fossero presenti come ioni.

Quando i ricercatori hanno posto la spugna di fibre proteiche nella soluzione di ioni metallici, gli ioni d’oro si sono attaccati alle fibre proteiche. Anche altri ioni metallici possono attaccarsi alle fibre, ma gli ioni d’oro si attaccano in modo molto più efficiente di questi. Lo dimostrano i ricercatori nel loro lavoro, pubblicato sulla rivista Advanced Materials call_made.

Nella fase successiva, i ricercatori hanno riscaldato la spugna. In questo modo gli ioni d’oro si sono cristallizzati in scaglie, che gli scienziati hanno poi potuto fondere in una pepita d’oro. Dalle 20 schede di computer hanno ottenuto una pepita del peso di circa 450 milligrammi con un contenuto d’oro pari al 91% della massa totale (il resto è rame), che corrisponde a quasi 22 carati.

Economicamente valida

La nuova tecnologia è economicamente valida, come calcola Mezzenga: Il costo di approvvigionamento delle materie prime e i costi energetici dell’intero processo sono complessivamente 50 volte inferiori al valore dell’oro recuperabile.

In seguito, i ricercatori vogliono sviluppare la tecnologia fino alla maturità del mercato. Anche se i rifiuti elettronici sono il prodotto di partenza più promettente da cui si vuole estrarre l’oro, ci sono altre possibili fonti. Tra queste, ad esempio, i rifiuti industriali derivanti dalla produzione di microchip o dalla placcatura dell’oro. Gli scienziati intendono inoltre verificare se sia possibile produrre le spugne di fibre proteiche anche da altri sottoprodotti contenenti proteine o da prodotti di scarto dell’industria alimentare.

"La cosa che mi piace di più è che usiamo un sottoprodotto dell’industria alimentare per estrarre l’oro dai rifiuti elettronici", dice Mezzenga. Quindi si potrebbe dire che il metodo raffina due materiali di scarto in oro. "Non c’è niente di più sostenibile".

Riferimenti bibliografici

Peydayesh M, Boschi E, Donat F, Mezzenga R: Recupero dell’oro dai rifiuti elettronici mediante aerogel di amiloidi alimentari. Advanced Materials 2024, 2310642, doi: pagina esterna 10.1002/adma.202310642 call_made

Fabio Bergamin