Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur desarrollaron una esponja compuesta de óxido de grafeno y quitosano, hasta diez veces más eficiente que los métodos tradicionales de recuperación de oro de residuos electrónicos.
Un nuevo material para la extracción eficiente de oro de los residuos electrónicos
Investigadores de la Universidad Nacional de Singapur han desarrollado un innovador material que promete revolucionar la extracción de oro a partir de residuos electrónicos. Este material, una esponja compuesta por óxido de grafeno y quitosano, ha demostrado ser hasta diez veces más eficiente que otros métodos de adsorción conocidos hasta la fecha. Esta tecnología ofrece una alternativa más económica y ecológica para recuperar oro, una tarea que hasta ahora implicaba procesos costosos, contaminantes y con bajos rendimientos.
Un método más limpio y económico
El desarrollo de esta esponja, formada a partir de un ensamblaje molecular de óxido de grafeno y macromoléculas de quitosano, permite extraer el oro de manera más eficaz y sin generar los desechos tóxicos que suelen acompañar los procesos tradicionales de recuperación de metales preciosos de dispositivos electrónicos desechados. Esta innovación representa un paso importante hacia un reciclaje más limpio, alineado con los principios de economía circular y sostenibilidad, tan necesarios en el contexto actual de gestión de residuos.
Los investigadores probaron la esponja utilizando e-waste real proporcionado por una empresa de reciclaje, y los resultados fueron prometedores: lograron extraer aproximadamente 17 g de iones de Au³⁺ por gramo de material, y algo más de 6 g de iones de Au⁺ por gramo, cifras notablemente superiores a las alcanzadas con otras tecnologías de extracción.
Material compuesto
El avance radica en la estructura multidimensional del material, descrita por los investigadores como un «material compuesto de nanoescala y de ensamblaje cruzado». Este diseño utiliza el óxido de grafeno en dos dimensiones y las moléculas de quitosano en una dimensión, creando una red capaz de absorber y reducir simultáneamente los iones de oro sin la necesidad de aplicar energía externa.
Este proceso de extracción y reducción, facilitado por los mecanismos de quimisorción y la cinética de absorción de iones de oro en las nanoestructuras del compuesto, aumenta la eficiencia de la extracción de manera significativa. Según los investigadores, el ensamblaje de las dimensiones moleculares crea una red de sitios de unión que favorecen la absorción iónica de manera cooperativa, permitiendo así una recuperación de oro sin precedentes.
Impacto en la sostenibilidad y economía circular
Este nuevo material tiene el potencial de redefinir la industria del reciclaje de metales preciosos, ofreciendo una solución que no solo es más eficiente, sino también alineada con los principios de sostenibilidad. La extracción de oro de e-waste a menudo implica el uso de productos químicos agresivos que contaminan el medio ambiente; sin embargo, esta esponja de óxido de grafeno y quitosano reduce significativamente los residuos tóxicos, eliminando la necesidad de técnicas de extracción que emplean grandes cantidades de energía y generando un impacto ambiental positivo.
Además, el material de óxido de grafeno y quitosano es una alternativa económica, ya que permite una recuperación de oro de alta pureza sin incurrir en los altos costos energéticos de los métodos convencionales. Esta innovación podría promover un reciclaje más rentable y accesible, reduciendo la dependencia de la minería de oro y fomentando un uso más eficiente de los recursos existentes.
Posibilidades futuras y escalabilidad
Aunque el uso de esta esponja para extraer oro de residuos electrónicos es innovador, todavía quedan desafíos en términos de escalabilidad y aplicación comercial. El equipo de investigación busca ahora desarrollar versiones de mayor capacidad de absorción y probar la durabilidad del material en aplicaciones industriales. Si bien los resultados iniciales son prometedores, el siguiente paso será adaptar esta tecnología para su uso a gran escala en plantas de reciclaje, donde podría tener un impacto considerable en la reducción de residuos electrónicos y en la recuperación de materiales valiosos.
Este avance no solo abre nuevas oportunidades para el reciclaje de metales preciosos, sino que también es un ejemplo de cómo la ciencia de materiales puede contribuir a resolver problemas ambientales y económicos, promoviendo un ciclo de recursos más sostenible y reduciendo el impacto de los residuos electrónicos en el planeta.
Más información: www.pnas.org
